论文部分内容阅读
随着科学技术不断向微观世界发展，各种微定位和微操纵技术应运而生。20世纪80年代出现的压电惯性冲击马达，尽管在精密驱动与定位、微机电系统、扫描探针显微术、微机器人等领域获得广泛应用，但在实用化过程中仍然存在一些关键问题需要解决。
惯性冲击马达作为一种特殊的压电马达，它利用压电陶瓷元件的快速变形产生冲击作用，以克服摩擦力从而实现运动。该技术的研究综合了压电学、机械学、材料学、振动学等多个学科，其中蕴含了大量的基础研究和应用研究内容。
首先，本文介绍了惯性冲击马达的研究背景、发展现状、理论基础及压电陶瓷的有关知识。分析了马达的运动过程和驱动信号，以振动力学为基础建立了动力学仿真模型，得到了该马达的固有频率计算公式和运动特性曲线，应用直线型马达对仿真结果进行了验证。
其次，研究了惯性冲击马达的运动特性、疲劳评估和振动控制。设计了旋转型惯性冲击马达，研制了驱动电源和测速装置，测试了该马达的特性曲线。分析了惯性冲击马达中导致压电元件疲劳的有关因素，应用非破坏性方法建立了压电陶瓷的疲劳与马达的运动性能之间的对应关系。研究了惯性冲击马达运动中存在的振动问题，根据固有频率设计了滤波器进行振动控制。
最后，本文设计了多个惯性冲击马达并行驱动的工作机构及球形电机，进行了初步的测试。总结了课题研究的主要工作内容，并对该技术领域的有关问题进行了分析和展望。