近聲場懸浮式壓電作動器及其在陀螺儀中的應(yīng)用.pdf

1、近場超聲懸浮是一種有趣的物理作用機制,在非接觸傳輸和高速驅(qū)動方面有著誘人的應(yīng)用前景,是當(dāng)前國內(nèi)外研究的熱點之一。本文針對機械轉(zhuǎn)子式陀螺儀對支承系統(tǒng)的特定要求,開展了近聲場懸浮式壓電作動器及其在陀螺儀中的創(chuàng)新應(yīng)用研究,嘗試?yán)贸曊駝拥慕鼒鲎饔脵C理來實現(xiàn)非接觸式支承,具有干擾力矩小、對懸浮體沒有電磁學(xué)性質(zhì)上的特殊要求的優(yōu)點。論文進行了非接觸懸浮支承的設(shè)計、結(jié)構(gòu)振動誘發(fā)近聲場的機理的分析,以及聲-壓電的有限元耦合分析,開展了新型非接觸式球轉(zhuǎn)

2、子壓電作動器的動力學(xué)設(shè)計和試驗研究,并進行了樣機懸浮能力和驅(qū)動特性方面的試驗。在嘗試將壓電精密驅(qū)動技術(shù)、聲學(xué)技術(shù)與慣性技術(shù)的相關(guān)領(lǐng)域進行交叉方面做出了有益的探索。主要研究內(nèi)容如下:
　　1.針對當(dāng)前陀螺儀的發(fā)展現(xiàn)狀和現(xiàn)有液浮陀螺儀的結(jié)構(gòu)方案,提出了基于近聲場作用機理的浮子陀螺儀的定義,分析了近場超聲懸浮的物理本質(zhì)和動力學(xué)機理。給出了超聲懸浮式陀螺儀的基本結(jié)構(gòu)及其姿態(tài)檢測方法。
　　2.基于近聲場懸浮機制構(gòu)造了一種可用于浮子式

3、陀螺的非接觸壓電作動器的結(jié)構(gòu),提出以其圓筒型定子和圓盤型端蓋定子作為核心支承部件形成的閉合、完整懸浮支承系統(tǒng),分析和闡述了圓筒型和圓盤型兩種壓電作動器的工作原理,并對其進行了結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析和壓電陶瓷極化方案的設(shè)計。
　　3、建立了近聲場懸浮支承系統(tǒng)核心部件的聲壓電耦合分析模型,采用能量法計算公式得出聲輻射力與激勵電壓等的對應(yīng)關(guān)系,為參數(shù)化分析和試驗設(shè)計提供理論基礎(chǔ)。
　　4、加工制造了可用于浮子式陀螺的非接觸壓電作動器樣機,