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壓電致動的超精密柔性機構設計及應用

  • 作者：盧倩|責編:孫露露//王會明
  • 出版社：科學
  • ISBN：9787030709585
  • 出版日期：2021/12/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：191
人民幣：RMB 148 元      售價：元
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內容大鋼
    本書面向光學精密工程，以柔性鉸鏈的結構參數作為具體研究對象，探討了基於柔性鉸鏈的柔性精密機構的結構優化設計方法，研究了壓電精密致動器的設計方法與技術應用，設計了多自由度串聯和並聯精密定位平台。全書內容涉及柔性機構設計方法學、壓電智能結構靜力學、並聯機構運動學、動力學等方法理論，主要包括緒論、壓電陶瓷材料概述、柔性壓電精密致動器基礎理論、柔性鉸鏈參數化設計方法、柔性正交式壓電精密致動器、柔性杠桿式壓電精密致動器、柔性菱形壓電精密致動器、柔性精密運動平台、壓電致動的3-DOF串聯精密定位平台、壓電致動的3-DOF並聯精密定位平台和壓電精密致動技術應用展望等主要內容。
    本書可作為壓電材料、精密機械系統及並聯機器人等方向的研究生、博士生、教科研人員及工程技術人員的參考書。
作者介紹
盧倩|責編:孫露露//王會明
    盧倩博士，副教授，碩士生導師，主要從事智能製造、智能裝備集成與自動化控制及其產業化應用等領域的研究和教學工作。主持和參與國家自然科學基金項目3項，江蘇省自然科學基金項目、江蘇省高校自然科學重大項目3項。在Review of Scientific Instrument、《儀器儀錶學報》等國內外學術期刊發表學術論文30余篇，擔任Journal of Physics D: Applied Physics等SCI期刊審稿專家。獲得國際授權發明專利1項，國內授權發明專利3項；出版英文著作1部；獲中國商業科學技術一等獎、三等獎各1項，鹽城市科學技術二等獎1項；擔任國家自然科學基金項目同行評議專家，江西省科技項目評審專家，江蘇省機械行指委裝備製造專委會委員。
目錄
第1章  緒論
  1.1  柔性精密機構概述
    1.1.1  柔性精密機構應用領域
    1.1.2  柔性精密機構主要性能指標
    1.1.3  柔性精密機構技術瓶頸
  1.2  柔性精密機構研究進展與應用現狀
    1.2.1  研究進展
    1.2.2  應用現狀
  1.3  本書主要內容
  參考文獻
第2章  壓電陶瓷材料概述
  2.1  壓電陶瓷材料的應用
    2.1.1  壓電式加速度感測器
    2.1.2  超聲波感測器
    2.1.3  壓電靈巧手
  2.2  壓電陶瓷的基本性能參數
    2.2.1  介電常數
    2.2.2  壓電常數
    2.2.3  彈性常數
    2.2.4  機械品質因數
    2.2.5  機電耦合係數
  2.3  壓電方程及壓電振子的振動模式
    2.3.1  壓電方程
    2.3.2  壓電振子的振動模式
  2.4  壓電疊堆的結構與性能
    2.4.1  壓電疊堆的結構
    2.4.2  壓電疊堆的基本性能
  2.5  壓電疊堆作動系統設計
    2.5.1  壓電疊堆作動系統的動態特性
    2.5.2  壓電疊堆作動系統的柔性設計
  本章小結
  參考文獻
第3章  柔性壓電精密致動器基礎理論
  3.1  壓電致動器的概念、特點與分類
  3.2  壓電致動器的發展、研究現狀與應用
    3.2.1  壓電致動器的發展
    3.2.2  壓電致動器的研究現狀
  3.21  3壓電致動器的應用
  3.3  壓電致動器的振動狀態
    3.3.1  共振
    3.3.2  非共振
    3.3.3  共振與非共振的比較
  3.4  多模式作動機理
    3.4.1  作動方式
    3.4.2  工作模式
    本章小結
    參考文獻
第4章  柔性鉸鏈參數化設計方法
  4.1  柔性鉸鏈參數化設計
    4.1.1  結構參數ε

    4.1.2  柔度參數λ
  4.2  深切口橢圓型柔性鉸鏈
    4.2.1  轉動剛度模型
    4.2.2  結構參數靈敏度分析
    4.2.3  剛度／柔度模型
  4.3  柔性鉸鏈模糊優化設計
    4.3.1  模糊優化設計方法
    4.3.2  算例分析
  4.4  柔性機構參數化設計
    4.4.1  柔性機構模型
    4.4.2  柔性機構放大率計算
  4.5  基於柔性鉸鏈參數的柔性機構優化設計
    4.5.1  柔性機構柔性鉸鏈優化設計
    4.5.2  有限元模擬驗證
    4.5.3  實驗驗證
    本章小結
    參考文獻
第5章  柔性正交式壓電精密致動器
  5.1  柔性正交式壓電致動器結構設計
    5.1.1  雙足定子機構設計
    5.1.2  夾持預緊機構設計
  5.2  工作原理
  5.3  預緊機構的小型化優化設計
  5.4  實驗研究
    5.4.1  實驗平台
    5.4.2  雙驅動足定子機構實驗
    5.4.3  步進作動實驗
    5.4.4  連續作動實驗
  本章小結
  參考文獻
第6章  柔性杠桿式壓電精密致動器
  6.1  柔性杠桿式壓電致動器結構設計
    6.1.1  定子機構設計
    6.1.2  夾持預緊機構設計
  6.2  工作原理
  6.3  基於柔度特性的致動器結構優化設計
    6.3.1  杠桿式致動器位移放大模型
    6.3.2  基於柔性鉸鏈的結構優化設計
    6.3.3  優化設計驗證
  6.4  實驗研究
    6.4.1  雙驅動足布局對比實驗
    6.4.2  步進作動實驗
    6.4.3  連續作動實驗
  本章小結
  參考文獻
第7章  柔性菱形壓電精密致動器
  7.1  柔性菱形壓電致動器結構設計
    7.1.1  定子機構設計
    7.1.2  夾持預緊機構設計
  7.2  工作原理

    7.2.1  作動原理
    7.2.2  作動模型
  7.3  基於多目標的致動器結構參數優化設計
    7.3.1  優化模型
    7.3.2  有限元優化設計
    7.3.3  優化設計驗證
  7.4  實驗研究
    7.4.1  步進作動實驗
    7.4.2  連續作動實驗
  本章小結
  參考文獻
第8章  柔性精密運動平台
  8.1  精密運動平台的發展與應用
  8.2  基於壓電致動的精密運動平台研究現狀
    8.2.1  串並聯精密運動平台
    8.2.2  基於壓電致動的精密定位平台
    8.2.3  大行程精密運動定位平台
  8.3  一維精密運動平台
    8.3.1  一維直線運動平台
    8.3.2  一維旋轉運動平台
    本章小結
    參考文獻
第9章  壓電致動的3-DOF串聯精密定位平台
  9.1  串聯平台拓撲結構設計
    9.1.1  總體設計
    9.1.2  直線移動平台結構設計
    9.1.3  旋轉運動平台結構設計
  9.2  串聯平台運動特性
    9.2.1  運動學分析
    9.2.2  動力學分析
  9.3  實驗研究
    9.3.1  實驗平台系統
    9.3.2  實驗測量方法
    9.3.3  步進作動實驗
    9.3.4  連續作動實驗
    9.3.5  實驗結果討論
    本章小結
    參考文獻
第10章  壓電致動的3-DOF並聯精密定位平台
  10.1  並聯平台拓撲結構設計
    10.1.1  總體設計
    10.1.2  並聯支路設計
    10.1.3  大行程圓柱型柔性鉸鏈設計與分析
    10.1.4  3-DOF並聯精密定位平台剛度模型
  10.2  並聯平台運動特性
    10.2.1  運動學分析
    10.2.2  動力學分析
  10.3  實驗研究
    10.3.1  3-DOF並聯平台步進作動實驗
    10.3.2  3-DOF並聯平台連續作動實驗

  本章小結
  參考文獻
第11章  壓電精密致動技術應用展望
  11.1  基於壓電致動的微振動抑制智能結構
    11.1.1  壓電致動技術在微振動抑制中的應用基礎
  11.11  2微振動抑制技術的發展與應用
    11.1.3  壓電致動的微振動抑制研究趨勢
  11.2  基於壓電致動的智能結構能量問題
    11.2.1  問題的提出
    11.2.2  研究現狀
    11.2.3  研究趨勢
  本章小結
  參考文獻

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