对非接触式压电执行器微位移放大机制等效刚度的研究
Huaiyong Li1,2, Dongya Zhang1, Yusheng Lin1
1Faculty of Mechanical and Material Engineering, Huaiyin Institute of Technology, Huai'an 223003, China.
Micromachines
|September 27, 2025
概括
这项研究介绍了一种使用压缩空气来克服磨损问题的新型非接触式压电驱动器. 它的微位移机制的刚度分析证实了设计可靠性,并优化了放大性能.
科学领域:
- 机械工程 机械工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 物理 物理学 物理
背景情况:
- 传统的接触式压电驱动器遭受机械磨损和有限的使用寿命.
- 在非接触式执行器设计中,压缩空气为能量传输提供了一个潜在的介质.
研究的目的:
- 提出并分析使用压缩空气的非接触式压电驱动器.
- 研究微位移放大机制的结构,操作原理和性能.
- 为曲链和放大机制建立数学模型以确定刚度.
主要方法:
- 编直线光束曲链和微位移放大机制的数学模型的开发.
- 分析方程的推导用于等效刚度计算.
- 对结构参数的刚度变化的研究和应力分布分析.
- 一个原型的制造和硬度模型的实验验证.
主要成果:
- 硬度的理论计算与实验结果密切匹配,验证了模型.
- 曲链拉伸刚度被发现明显大于曲刚度.
- 关键的结构参数,如最小厚度和光束长度,极大地影响了机制的刚性和位移放大.
结论:
- 开发的刚度模型准确地预测了非接触式压电驱动器的性能.
- 由于拉伸硬度占主导地位,可以简化曲链硬度模型.
- 设计参数可以调整以控制硬度和增强位移放大,以提高执行器性能.
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