Φ1.8mm棒状压电陶瓷微马达的研究

提出一种低成本、结构简单 ,直径为 1.8mm的摆头式棒状压电微马达。阐述了压电微马达的驱动机理、部分制作工艺及工作特性。该压电微马达的换能激振部分采用外形尺寸 1.8mm× 8mm的压电陶瓷圆棒 ,马达整体装配外形尺寸 1.8mm× 12 mm ,质量不足 0 .2 5 g,稳定工作频带宽 ,约为 3k Hz,最高空载转速不低于5 0 0 r/ min。     

压电微马达研究进展

利用网络和图书馆对国际上1996年至今的压电微马达研究进展进行了调研。分别介绍了压电薄膜陶瓷的行波、驻波类微马达的最新研究情况，同时也对一种具有与压电微马达特性相同的静电超声微马达的研究作了说明，最后给出了本实验室研制的压电陶瓷行波微马达的运动机理。     

基于SU-8胶转子的非接触压电微马达

研制了一种非接触压电微马达，通过阻抗分析仪对定子进行扫频测试，确定其共振频率，并且详细介绍了SU-8胶转子制作的工艺流程。利用转速仪比较不同形状和尺寸的转子在调频和调压下的转速，从而确立压电微马达的最优转子。转子半径为6mm，叶片宽度为6mm的三叶片转子转速最高为3569r／min。转子的启动电压和最高电压分别为8V和24V。     

压电驱动电源快速放电回路的研究

为提高压电陶瓷驱动的高压精密微流量阀的频响及微流量输出控制精度,针对压电陶瓷驱动电源不能在断电后将压电陶瓷中的极化电荷迅速释放的缺点,该文在研究压电陶瓷驱动电源的过程中,设计并实现了一种新型快速放电回路,在驱动信号切断后,可快速对压电陶瓷进行放电,使其恢复初始状态,且其放电时间达到毫秒级.在完成快速放电同路特性仿真的基础上,利用所设计的压电陶瓷驱动电源及快速放电同路,对8 mm×8 mm×20 mm、电容为2.3 μF的压电陶瓷进行了驱动与快速放电试验测试,结果表明,该电源的快速放电特性,可有效提高压电驱动微流量阀流量的控制精度及流量阀的频率响应特性.     

磁场增强压电悬臂梁震动发电装置

在压电悬臂梁的自由端施加非均匀磁力增加梁的振幅,探索研究了磁力对悬臂梁的谐振频率漂移、输出电压和输出功率的影响。结果表明,引入非均匀磁场斥力,压电悬臂梁的输出电压和输出功率得到明显提高。当负载电阻为100 kΩ,振动台(LDS)用0.200 V正弦电压驱动时,由尺寸75 mm×7.8 mm×0.35 mm的锆钛酸铅镧(PLZT)长压电片和80 mm×7.8 mm×0.10 mm黄铜片构成的压电悬臂梁在谐振频率的电压和功率输出分别为19.02 V和1.8 mJ。     

一种基于故障监测的MEMS压电能量收集器

为了实现对轮船发动机故障监测系统的可持续供电,针对轮船发动机振动特性以及故障监测系统应用需求,设计了一种基于d31工作模式的微机电系统(MEMS)压电振动能量收集器。该能量收集器采用了共质量块压电悬臂梁阵列结构,与传统单梁结构相比,其降低了MEMS压电振动能量收集器的机械阻尼。通过ANSYS软件对结构进行了优化设计,得到压电悬臂梁的优化尺寸为2.72mm×3.55mm×0.125mm,硅质量块的优化尺寸为14mm×8.45 mm×0.575 mm。设计了器件的加工工艺流程,并完成了芯片的制作。在加速度2g(g=9.8m/s2),谐振频率606Hz,最优化负载45kΩ下,输出电压为4.32V,输出功率为414.7μW,能够满足故障检测系统的可持续供电需求。     

压电超声微马达的研究

介绍了压电超声微马达在国内外的主要研究成果，比较了各类型微马达的优缺点，提出了作者发展压电微马达的几点建议。     

全方位精密定位微小移动机器人

设计了一种由压电陶瓷驱动、尺寸为50 mm×50 mm×12 mm、基于尺蠖蠕动原理工作的全方位精密定位微小型移动机器人,并可作为移动负载平台使用。建立了机器人的动力学模型并对其进行了动力学分析,推导出了柔性铰链刚度与机器人微运动速度关系模型。通过实验测试,该机器人最大运动速度为200μm/s、最高工作频率为32 Hz,最小圆周运动半径为15μm,定位精度为1μm,其全方位运动性能也取得了较好的效果。     

基于柔性放大机构的压电微夹钳研究

基于钳指可平动并能感知钳指位移与夹持力的要求,采用柔性放大机构对压电微夹钳进行了结构设计。基于ANSYS的压电耦合场分析技术,对压电微夹钳的静动态特性进行了分析表明,在200V的最大驱动电压下,钳指最大位移为233.9μm;在20V的阶跃驱动电压下,钳指的稳态位移为20.6μm,响应时间为0.1s;通过实验对压电微夹钳的静动态特性进行了测试,结果表明,在150 V的驱动电压下,钳指位移为78.4μm,夹持0.3mm×8mm微轴所产生的夹持力为9.2mN。     

超声行波马达悬浮振子的研究

为了提高超声行波电机的输出功率,该文提出了一种悬浮式振子结构。该结构利用弹簧隔离振子与固定端,利用质量块为定子提供输出力。该振子由压电堆激励,可以产生较大振幅。压电堆工作在d_(33)模式,与经典行波电机中工作在d_(31)模式的压电片相比,其机电耦合系数更大,同时增加了压电材料的体积,提高了电机的输出功率。通过有限元仿真实验验证了理论的正确性,同时研究了在4个尺寸为1.68 mm×1.68 mm×5.0 mm的锆钛酸铅(PZT)压电堆激励下的最优参数。实验结果表明,在峰-峰值为20 V的激励电压下,定子最大自由振动幅值为3.57μm,约为非悬浮状态下的3倍。样机马达最大空载转速为74 r/min,堵转扭矩为0.037 5 N·m。在不增大体积的条件下使用更多的压电堆激励,其输出功率可以成倍提高。     

压电微悬臂有原子力显微镜中的应用

微悬臂是原子力显微镜中最重要的部件之一。用压电微悬臂代替常用的Ｓｉ、ＳｉＯ２或Ｓｉ３Ｎ微悬臂后的原子力显微镜有一定独特的优点。由于压电微悬臂中的压电薄膜具有压电效应，因此它既可致动微悬臂，又可探测微悬臂的位移量，使得原子力显微镜的结构简单、响应速度快、扫描速度加快．文中简要介绍了压电微悬臂的制作过程，分析了压电微悬臂在原子力显微镜中的各种应用及相应的原子力显微镜的工作原理和有关结果，并与普通原子力     

重组嵌合受体anti-erbB2 scFv-CD28-ζ全基因合成及其真核表达载体的构建

提出了一种可用于多种压电马达的压电陶瓷多管致动器,理论分析了四管致动器的静、动态特性,给出了弯曲挠度、力矩及共振模态的计算公式.研制了基于此结构的弯曲摇头式压电马达并进行了性能测试.该马达定子使用了4个外径是ф1.0 mm的压电陶瓷管.静态时,马达定子的端部轨迹接近于圆.该马达可工作在共振频率附近,当驱动电压峰-峰值为120 V时,马达在其共振频率3.5 kHz时的最大空载转速为1 980 r/min.     

压电陶瓷管驱动三自由度微操作手的研究与应用

基于机构、驱动、检测一体化的设计思想，研制出压电陶瓷管驱动的三自由度微操作手，研究了微操作手的建模、驱动与位置检测，给出了静力学建模公式，研制出双极性压电陶瓷驱动电源、微位移检测电路，并构成高精度位置闭环控制系统，实现了纳米级微动定位。最后以微操作手为核心构成微操作机器人系统，通过微操作手的微动调整，成功完成了直径为Φ0.2mm轴孔零件的微装配任务。     

压电微悬臂在原子力显微镜中的应用

微悬臂是原子力显微镜中最重要的部件之一。用压电微悬臂代替常用的Ｓｉ、ＳｉＯ２或Ｓｉ３Ｎ４微悬臂后的原子力显微镜有一些独特的优点。由于压电微悬臂中的压电薄膜具有压电效应，因此它既可致动微悬臂，又可探测微悬臂的位移量，使得原子力显微镜的结构简单、响应速度快、扫描速度加快。文中简要介绍了压电微悬臂的制作过程，分析了压电微悬臂在原子力显微镜中的各种应用及相应的原子力显微镜的工作原理和有关结果，并与普通原子力显微镜进行了比较。     

无阀压电微泵的动态特性研究

微泵作为微流控系统中的核心控制元件已成为MEMS研究的热点，现主要研究了无阀式压电微泵的工作原理及其动态工作特性。实验表明，无阀压电微泵的流速随频率呈抛物线关系变化，最佳工作频率为1250Hz。在频率固定时，微泵流速随驱动电压的升高而增加。泵膜的厚度对于微泵的性能影响很大，相同条件下，较薄的泵膜具有更高的流速，且泵膜越薄，其性能对于频率的变化越敏感。电压为50V时，微泵最大流量可达1．695μL/min。总体看来，无阀压电微泵结构简单，驱动电压较低，性能稳定可靠。     

基于压电陶瓷管的三自由度微操作手建模与实验

微操作手是微操作机器人的重要组成部分，文章把压电扫描器的工作原理应用于微操作手的设计中，研制出压电陶瓷管驱动的三自由度微操作手，实现了机构、驱动、检测一体化设计，通过对四分压电陶瓷管的变形进行静力学分析，建立了微操作手微位移量与驱动电压的关系，修正了用几何法建立的公式，并通过实验对公式进行了验证。     

微型压电超声马达定子表面振动特性分析

微型压电超声马达定子表面的振动幅度是难以检测的动态微小量。定子振动状态将直接关系到压电马达的实现与否。首镒分析了采用均分电极结构的微型压电超声行波马达的定子表面的振动振幅。通过影响定子振幅相关因素的分析，表明要获得最佳表面振动效果，压电薄膜与弹性体的厚度必须相匹配。     

一种无阀压电微泵的研究

介绍了一种适用于微流体系统的无阀微泵。该微泵利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为泵膜,利用硅各向异性腐蚀形成扩散口/喷口结构,并利用压电双晶片作为驱动部件。该微泵的制作工艺简单,使用寿命长,具有良好的液体驱动性能。对于使用15 mm长的压电双晶片作为驱动器的压电无阀微泵,在100 V6、0 Hz、占空比为1的方波驱动下,最大流速可达151μL/min。     

跨尺度精密运动压电平台和快速驱动方法研究

该文提出了一种基于惯性粘滑驱动原理、可快速运动的跨尺度精密运动压电平台.该平台由滑动部分、摩擦调整部分、堆叠压电陶瓷、惯性部分和底座组成,总尺寸为60 mm×60 mm×58 mm.该文详细介绍了基于此结构的新型惯性粘滑驱动原理.为了研究所设计压电平台的驱动性能,制作了样机并建立了实验系统.实验中,驱动频率7 kHz时...     

压电发电微电源国外研究进展

微加工技术极大地促进了各类传感器系统的微型化、集成化,使微机电系统(MEMS)功能越来越强,功耗、体积越来越小,而微能源部分却日益成为MEMS微型化设计的瓶颈。该文系统介绍了一种在MEMS应用中有极具发展潜力的能源供应方式——压电微能源。压电微能源可通过收集环境能量来发电,具有长寿命、高能量密度、与MEMS工艺兼容等优点,在微系统中具有广泛的应用前景。