双足差动摩擦箝位混合式压电驱动新原理和设计方法的研究

项目名称： 双足差动摩擦箝位混合式压电驱动新原理和设计方法的研究

项目编号： No.51405420

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 机械、仪表工业

项目作者： 陈西府

作者单位： 盐城工学院

项目金额： 25万元

中文摘要： 生物医学、纳米技术、航空航天等高科技领域的发展迫切需要具有厘米级行程和纳米级精度的定位和驱动技术。针对现有压电作动技术未能在大行程内稳定地实现纳米级精度的问题，提出将差动摩擦原理和非共振压电作动技术相结合，构建双足差动摩擦箝位混合式压电直线电机。研究不同切向速度下单足驱动的接触动力学行为，建立非共振差动摩擦驱动的理论和方法；研究双足驱动的静力学平衡特性和动力学耦合特性，探索双足协同箝位驱动的力学约束机制和控制方法。通过建立单足接触动力学模型和双足箝位驱动约束力学模型，以宽频域内电机的稳定性和分辨率为目标，利用有限元法和变密度法对电机定子进行结构动力学拓扑优化设计，探明定子结构、摩擦界面和激励信号等对电机性能的影响规律和匹配方法，为该型电机的设计和制造奠定基础。本项目提出的压电驱动原理和设计方法能实现高稳定性、大行程和纳米级位移分辨率，促进压电驱动技术的应用和相关领域的发展。

中文关键词： 压电驱动；设计方法；直线电机；差动摩擦；箝位

英文摘要： The positioning and driving techniques with centimeter-level stroke and nanometer-scale accuracy are in urgent need in high technology fields such as biomedicine, nanotechnology, aerospace and et al. Specific to the contradictory issues between large stro

英文关键词： Piezoelectric driving；Design method；Linear motor；Differential friction；Clamping