平板形单振子多自由度压电马达

吉林大学学报(工学版) ›› 2011, Vol. 41 ›› Issue (增刊2): 215-220.

平板形单振子多自由度压电马达

郭抗¹, 曾平¹, 武迪¹, 程光明^1,2

1. 吉林大学机械科学与工程学院, 长春130022;
2. 浙江师范大学工学院, 浙江金华321004

收稿日期:2010-09-28 出版日期:2011-09-30 发布日期:2011-09-30
通讯作者: 曾平(1957),女,教授,博士生导师。研究方向:微小型机电液系统。E-mail:zengping321@163.com E-mail:zengping321@163.com
作者简介:郭抗(1984),男,博士研究生。研究方向:压电驱动与控制技术。E-mail:guokang08@mails.jlu.Edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金重点项目(50735002);教育部高等学校科技创新工程重大项目培育基金项目(708028)

Multi-degree-of-freedom piezoelectric motor using single plate type vibrator

GUO Kang¹, ZENG Ping¹, WU Di¹, CHENG Guang-ming^1,2

1. College of Mechanical Science and Engineering, Jilin University, Changchun 130022, China;
2. College of Technology, Zhejiang Normal University, Jinhua 321004, China

Received:2010-09-28 Online:2011-09-30 Published:2011-09-30

摘要/Abstract

摘要：

对提出的一种平板形单振子多自由度压电马达进行了理论设计和试验研究。利用梁函数组合法,计算了压电马达的工作模态频率,得出了布置于马达压电振子表面的各凸起之间间距的设计依据;提出凸起的尺寸应使其一阶弯曲振动频率与整个压电振子工作频率一致,给出了各凸起尺寸的选取原则。根据设计理论,制作了马达样机,对样机的运动能力进行了试验测试。结果表明:马达工作模态频率的理论计算结果接近于实测值;当驱动电压为90V、频率为45kHz时,马达绕矩形板压电振子长度方向轴向的转速为45.6r/min。

关键词: 仪器仪表技术, 压电振子, 振动分析, 多自由度马达

Abstract:

Theoretical design and experiment were presented for a proposed plate type multi-degree-of-freedom piezoelectric motor.Based on beam function combination method,the formula for calculating the working modal frequency of the piezoelectric motor was given out;and the principle to determine the spacing of the protrusions which arranged on the surface of the piezoelectric vibrator was provided.The criterion for designing the dimensions of the protrusions was offered,that is the dimensions of the protrusions should be set to make the bending vibration frequency of the protrusions in accordance with the entire vibration frequency of the piezoelectric vibrator.According to design theory,a prototype was fabricated to detect the kinematics performance of the piezoelectric motor.Experimental results show that the numerical results of modal frequencies of the motor indicate good agreement with the experimental one;and the rotation speed around an axial along the length direction of the rectangular piezoelectric vibrator of the motor is 45.6 r/min under 90 V drive voltage and excitation frequency of 45 kHz.

Key words: technology of instrument and meter, piezoelectric vibrator, vibration analysis, multi-degree-of-freedom motor

中图分类号:

TH139

郭抗, 曾平, 武迪, 程光明. 平板形单振子多自由度压电马达[J]. 吉林大学学报(工学版), 2011, 41(增刊2): 215-220.

GUO Kang, ZENG Ping, WU Di, CHENG Guang-ming. Multi-degree-of-freedom piezoelectric motor using single plate type vibrator[J]. 吉林大学学报(工学版), 2011, 41(增刊2): 215-220.

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