光学精密工程
光學精密工程
광학정밀공정
OPTICS AND PRECISION ENGINEERING
2015年
7期
1996-2004
,共9页
崔玉国%郑军辉%马剑强%蔡成波
崔玉國%鄭軍輝%馬劍彊%蔡成波
최옥국%정군휘%마검강%채성파
压电微夹钳%钳指位移%夹持力%自感知%积分电荷
壓電微夾鉗%鉗指位移%夾持力%自感知%積分電荷
압전미협겸%겸지위이%협지력%자감지%적분전하
piezoelectric micro-gripper%finger displacement%gripping force%self-sensing%integral charge
研制了不需要外部附加微位移与微力传感器、采用自感知方法来获取压电微夹钳的钳指位移与夹持力的压电自感知微夹钳.根据压电陶瓷晶片在驱动电压与外力作用下发生变形会在其表面产生电荷的思想,提出了基于积分电荷的钳指位移与夹持力的自感知方法;基于Jan G.Smits的压电悬臂梁弯曲变形理论,给出了钳指位移与夹持力的自感知表达式,即用钳指上压电陶瓷晶片表面的电荷来表达钳指位移与夹持力.设计了获取晶片表面电荷的积分电路,给出了其平衡条件为晶片电容与其绝缘电阻之积同积分电容与反馈电阻之积相等.自感知验证实验结果表明:修正后在31.59 μm最大钳指位移范围内的自感知位移最大偏差为0.78μm;在35.91 mN最大钳指夹持力范围内的自感知夹持力的最大偏差为0.24 mN.实验结果验证了所提自感知方法是有效的.
研製瞭不需要外部附加微位移與微力傳感器、採用自感知方法來穫取壓電微夾鉗的鉗指位移與夾持力的壓電自感知微夾鉗.根據壓電陶瓷晶片在驅動電壓與外力作用下髮生變形會在其錶麵產生電荷的思想,提齣瞭基于積分電荷的鉗指位移與夾持力的自感知方法;基于Jan G.Smits的壓電懸臂樑彎麯變形理論,給齣瞭鉗指位移與夾持力的自感知錶達式,即用鉗指上壓電陶瓷晶片錶麵的電荷來錶達鉗指位移與夾持力.設計瞭穫取晶片錶麵電荷的積分電路,給齣瞭其平衡條件為晶片電容與其絕緣電阻之積同積分電容與反饋電阻之積相等.自感知驗證實驗結果錶明:脩正後在31.59 μm最大鉗指位移範圍內的自感知位移最大偏差為0.78μm;在35.91 mN最大鉗指夾持力範圍內的自感知夾持力的最大偏差為0.24 mN.實驗結果驗證瞭所提自感知方法是有效的.
연제료불수요외부부가미위이여미력전감기、채용자감지방법래획취압전미협겸적겸지위이여협지력적압전자감지미협겸.근거압전도자정편재구동전압여외력작용하발생변형회재기표면산생전하적사상,제출료기우적분전하적겸지위이여협지력적자감지방법;기우Jan G.Smits적압전현비량만곡변형이론,급출료겸지위이여협지력적자감지표체식,즉용겸지상압전도자정편표면적전하래표체겸지위이여협지력.설계료획취정편표면전하적적분전로,급출료기평형조건위정편전용여기절연전조지적동적분전용여반궤전조지적상등.자감지험증실험결과표명:수정후재31.59 μm최대겸지위이범위내적자감지위이최대편차위0.78μm;재35.91 mN최대겸지협지력범위내적자감지협지력적최대편차위0.24 mN.실험결과험증료소제자감지방법시유효적.
