微驱动机构论文-张铁民,李晟华,梁莉,廖贻泳,曹飞

微驱动机构论文-张铁民,李晟华,梁莉,廖贻泳,曹飞

导读:本文包含了微驱动机构论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:压电电机,微驱动,柔性铰链,钹型压电迭堆

微驱动机构论文文献综述

张铁民,李晟华,梁莉,廖贻泳,曹飞[1](2017)在《宏微直线压电电机微驱动机构设计与分析》一文中研究指出为了解决宏微驱动直线压电电机微驱动位移较小、对宏动定位误差的补偿能力不足的问题,提出一种宏微驱动钹型直线压电电机。采用钹型复合压电迭堆为驱动单元替换压电陶瓷片组成的压电迭堆,实现轴向位移的一次放大,通过弹性拨齿的柔性铰链结构将钹型压电迭堆输出的微位移二次放大。该电机可在特定的驱动频率、工作电压和相位差下实现振子振动模态下的超声驱动,也可以通过微位移放大机构实现静态变形的微驱动(蠕动)。建立了该直线压电电机的叁维有限元模型,利用有限元软件分别对弹性拨齿、钹型压电迭堆和复合振子进行静力学分析和静态优化设计。有限元仿真表明:基于柔性铰链结构的弹性拨齿经过优化后,最小刚度小于钹型压电迭堆的最小刚度;在相同条件下,优化后钹型压电迭堆沿轴向方向的静态变形量比由压电陶瓷片组成的压电迭堆的静态变形量提高了8.45倍;采用基于柔性铰链结构的弹性拨齿和钹型压电迭堆组成的复合振子的拨齿质点沿水平方向的静态位移量比优化前提高了12.1%,大幅提高了微驱动对宏动定位误差的补偿能力,为压电电机微驱动的结构设计及优化提供依据。(本文来源于《振动.测试与诊断》期刊2017年04期)

尤清扬,王英达,秦春,章海军[2](2017)在《光热微驱动机构动态响应特性的理论与实验研究》一文中研究指出理论和实验研究了脉冲激光照射下光热微驱动机构的动态响应特性,建立了微膨胀臂的光热温升及光热膨胀的动态模型,导出了动态光热膨胀伸长量及振幅的计算公式,并通过Matlab仿真得到它们与激光脉冲频率之间的理论关系曲线。设计与微加工制作了一种总长为700μm的非对称型光热微驱动机构(A-OTMA),在功率为2 mW、频率为2~18Hz可调的脉冲激光照射控制下开展了动态光热驱动实验。采用显微视频成像系统及运动测量软件,对A-OTMA光热微驱动过程进行了实时监测和测量。实验结果表明,A-OTMA能够以与激光脉冲相同的频率实现周期性偏转运动,光热偏转量及振幅随激光脉冲频率的增大而减小,其变化趋势与理论曲线吻合,获得的最大偏转量振幅为14.9μm(2 Hz时),最大响应频率至少达到18Hz。本文的动态响应特性的理论和实验研究,为OTMA在微光机电系统(MOEMS)及微纳米技术领域的实际应用提供了技术基础。(本文来源于《光电子·激光》期刊2017年05期)

李方浩[3](2015)在《基于光声机理的激光微驱动机构研究》一文中研究指出微光机电系统(Micro-Opto-Electro-Mechanical System, MOEMS)的研究是进入21世纪以来极具活力的研究热点之一。其中,微纳米量级的小型马达或驱动机构是引领未来科技微型化、智能化、人机一体化的主导科技。随着激光技术的快速发展,将激光应用到对微型马达机构的驱动当中,实现从传统电磁马达到光动力微马达的转变,已成为世界各国学者重点关注的新型技术突破。本课题在充分了解当前各类型微驱动机构研究现状的基础上,利用现代激光技术,将纳秒级、小功率激光应用到微米量级马达的驱动研究当中,提出了一种通过激光诱导产生光声振动和光声表面波来实现驱动的新方法,设计研究了两种光声微驱动机构,即光声谐振微驱动机构(Photoacoustic Resonation Microactuator, PRMA)和光声表面波微驱动机构(Laser Surface Acoustic Wave Microactuator),具有非接触驱动与控制,便于小型化、集成化,响应快,输出效率高,结构简单,选材广泛等优点,是一种具有重要科学和科研价值的新型微驱动机构。本文首先分析了光声相互转化的基本原理,建立了物理和数学计算模型。针对纳米级超短脉冲激光源,创建了基于高斯函数的热源方程,推导了热传导方程和热弹性方程。针对光声谐振微驱动机构的研究,理论分析了光声谐振原理,设计了光声谐振基本作用单元,光声谐振臂。利用多物理场仿真分析软件COMSOL Multiphysics求解了光声谐振臂的共振频谱,得出相应的振动状态,仿真了热源能量、温度、形变叁个关键参数的基本特性。在光声谐振臂的研究基础上,设计了带有储能单元的PRMA-1型、PRMA-2型谐振驱动机构,储能单元的设计使这两种机构能获得更大的振幅输出。进一步优化参数后,设计了PRMA-3型谐振驱动机构,实现了微型化、大振幅、快响应的MOEMS设计目标。基于同步辐射LIGA (Lithographe Galvanoformung Abformtechnik)技术和线切割技术制备了光声谐振驱动机构,并实验研究了其动态响应特性和驱动特性。使用电磁超声探测器(Electromagnetic acoustic transducer, EMAT)探测了振动曲线,对比了振幅输出能力;选择10μm量级的Si02微球和100μm量级的铜球作为驱动目标体,使用光学显微办法动态观测了驱动效果,讨论了四类谐振驱动机构的驱动能力。PRMA-3型机构无论是在微型化、振幅输出、响应速度还是驱动能力上都表现最优。利用光声效应产生的表面波,研究了光声表面波马达。其利用激光诱导的表面波在马达定子上的传播对目标动子进行驱动,搭建了表面波传播数学求解模型,仿真了激光诱导表面波的波动特性及传播样貌;从理论上分析了光声表面波马达在设计时应注意的问题,以保证最大程度提高马达驱动效率;设计了直线型、旋转型光声表面波马达,并基于此设计思想对环形表面波马达定子进行了理论仿真研究。使用激光可视化实验办法对表面波在环形马达定子上的传播特性进行了分析研究,得出马达定子的凹槽设计能保证表面波实现完整环形驱动。通过EMAT、 PZT探测手段定点研究了表面波在环形定子上的传播特性,从另一个角度验证了激光诱导表面波的环形驱动可行性。初步尝试了使用激光驱动微型齿轮,取得了一定成果。最后对本课题的研究成果进行了总结:提出了基于光声原理的激光微驱动机构的设计方案,建立了物理、数学计算模型,设计研究了光声谐振微驱动机构,研究了光声表面波马达。在文末展望中,提出了本课题尚存的待改进之处,并对今后的研究工作提出了设计和规划。(本文来源于《浙江大学》期刊2015-10-15)

赵冬伟[4](2012)在《基于LIGA技术的光热微驱动机构研究》一文中研究指出微纳米技术及微光机电系统(Micro-Opto-Electro-Mechanical System, MOEMS)代表着未来科技的发展趋势。微驱动机构作为MOEMS的重要组成部分,已成为各国学者研究的热点。本文提出了一种新型微驱动技术——光热微驱动技术,设计了多种光热微驱动机构,并采用LIGA(Lithographe Galvanoformung Abformtechnik,德文,可翻译为:同步辐射X光光刻电铸成型)技术加工制备了多种金属光热微驱动器,对其进行了实验研究和探索性应用研究。光热微驱动器具有原理新颖、结构简单、选材广泛、操控简便、输出力大、可非接触控制、易于微小化和集成化等优点,是一种具有广泛发展和应用前景的新型微驱动器。本文首先介绍了MOEMS技术和微驱动器的发展历史及现状。随后介绍了与微驱动器加工密切相关的微纳米加工技术的发展现状。回顾了LIGA加工技术的发展历史,详细描述了LIGA技术的典型工艺流程、各种应用及优点。介绍了北京同步辐射装置LIGA工作站的相关情况以及LIGA加工过程中涉及到的一些工艺与参数的选择。开展了对光热膨胀机制的理论及仿真研究。分析了光热膨胀的微观机制,建立了微膨胀臂热学模型。用有限元分析软件ANSYS对所建模型进行了仿真研究,分析了导热系数、激光功率、光斑照射位置等因素对微膨胀臂温度场及形变量的影响。在对微膨胀臂光热膨胀机制理论及仿真研究的基础上,设计了多种光热微驱动机构。重点对开关型和V型光热微驱动器的驱动机制开展了理论及仿真研究,并利用纯镍与黑镍等金属材料及LIGA技术加工制备了开关型、V型光热微驱动器及其他一些光热微驱动机构。建立了光热微驱动机构的驱动控制及显微观测系统。根据需要设计了整个实验系统,包括激光光源的选择、驱动控制光路的构建、显微成像光路及CCD成像模块的设计。编制和优化了用于光热微驱动测量与分析的软件系统。开展了光热微驱动机构的一系列实验研究。重点对开关型光热微驱动器和V型光热微驱动器进行了实验研究,包括不同激光光斑照射位置、不同激光功率对微驱动器驱动量的影响,不同激光频率下微驱动器的驱动量及响应速度。同时还开展了一些光热微驱动器的探索性应用研究。最后,本文对课题的研究内容和研究成果作了总结,阐述了研究的特色和创新之处,同时也指出了工作中的不足和有待完善的地方,并对今后的工作给出了方向性的建议。(本文来源于《浙江大学》期刊2012-02-10)

张国春,李文卓[5](2007)在《微细电火花加工微驱动机构设计》一文中研究指出分析了柔性铰链及压电陶瓷的原理和特点,指出了压电陶瓷-柔性铰链机构在微进给中具有高响应频率、高精度和无间隙等优点,满足微细电火花加工的要求。并将压电陶瓷与整体式柔性铰链相结合,设计出一种压电驱动蠕动式微进给机构。(本文来源于《航空精密制造技术》期刊2007年01期)

周丁华,黎介寿,颜国正,李宁,沈航[6](2005)在《消化道内窥镜机器人新型微驱动机构的研究》一文中研究指出基于仿生学原理及人体消化道特性 ,研制出一种电磁型索状蠕动式内窥镜机器人微驱动机构。阐明了微驱动机构的驱动原理 ,提出了该微驱动机构适合的结构形式及驱动方式 ,分析了该微驱动机构的驱动性能及其消化道适应性。结果表明 ,该新型微驱动机构结构简单 ,控制方便灵活 ,可以有效实现在消化道的全方位驱动。(本文来源于《中国生物医学工程学报》期刊2005年02期)

微驱动机构论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

理论和实验研究了脉冲激光照射下光热微驱动机构的动态响应特性,建立了微膨胀臂的光热温升及光热膨胀的动态模型,导出了动态光热膨胀伸长量及振幅的计算公式,并通过Matlab仿真得到它们与激光脉冲频率之间的理论关系曲线。设计与微加工制作了一种总长为700μm的非对称型光热微驱动机构(A-OTMA),在功率为2 mW、频率为2~18Hz可调的脉冲激光照射控制下开展了动态光热驱动实验。采用显微视频成像系统及运动测量软件,对A-OTMA光热微驱动过程进行了实时监测和测量。实验结果表明,A-OTMA能够以与激光脉冲相同的频率实现周期性偏转运动,光热偏转量及振幅随激光脉冲频率的增大而减小,其变化趋势与理论曲线吻合,获得的最大偏转量振幅为14.9μm(2 Hz时),最大响应频率至少达到18Hz。本文的动态响应特性的理论和实验研究,为OTMA在微光机电系统(MOEMS)及微纳米技术领域的实际应用提供了技术基础。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

微驱动机构论文参考文献

[1].张铁民,李晟华,梁莉,廖贻泳,曹飞.宏微直线压电电机微驱动机构设计与分析[J].振动.测试与诊断.2017

[2].尤清扬,王英达,秦春,章海军.光热微驱动机构动态响应特性的理论与实验研究[J].光电子·激光.2017

[3].李方浩.基于光声机理的激光微驱动机构研究[D].浙江大学.2015

[4].赵冬伟.基于LIGA技术的光热微驱动机构研究[D].浙江大学.2012

[5].张国春,李文卓.微细电火花加工微驱动机构设计[J].航空精密制造技术.2007

[6].周丁华,黎介寿,颜国正,李宁,沈航.消化道内窥镜机器人新型微驱动机构的研究[J].中国生物医学工程学报.2005

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