Введение
Глава 1 Анализ принципов построения мини и микрозахватных пьезоэлектрических устройств 12
1.1 Аналитический обзор литературы по пьезоэлектрическим схватам и их классификация 12
1.2 Преимущества и недостатки пьезоэлектрического привода пальцев схвата 17
1.3 Анализ манипуляционных систем точного позиционирования 21
1.4 Обзор методов исследований пьезоэлектрических микроустройств и постановка задач диссертации 27
1.5 Выводы по главе 1 50
Глава 2 Разработка и исследование математических моделей пьезоэлектрического схвата 51
2.1 Квазистатический режим работы пьезоэлектрического схвата 53
2.1.1 Методика постоянного эквивалентного момента 54
2.1.2 Уточненное решение дифференциального уравнения упругой линии биморфа пальца схвата 61
2.1.3 Методика эквивалентной распределенной нагрузки 71
2.1.4 Расчет силы на конце пальца схвата 78
2.1.5 Сравнительный анализ методов расчета упругой линии пальца схвата при зажиме детали 87
2.1.6 Математическая модель микропозиционирования детали с помощью схвата 93
2.1.7 Определение грузоподъемности схвата 99
2.2 Динамический режим работы пьезоэлектрического схвата 101
2.2.1 Расчет собственной частоты механических колебаний пальцев схвата с деталью и без нее 102
2.2.2 Оценка применимости электрического резонанса для очувствления схвата 107
2.2.3 Электромеханическая модель пьезоэлектрического схвата... 113
2.2.3.1 Уравнение вынужденных колебаний свободного пальца схвата и синхронных колебаний пальцев схвата с деталью... 114
2.2.3.2 Расчет амплитуды и частоты колебаний пальца схвата
под действием внешней силы 121
2.2.3.3 Расчет величины ЭДС, создаваемой схватом при его
работе в режиме датчика механических колебаний 125
2.2.4 Цифровое управление схватом в дорезонансной области час
тот 130
2.3 Оценка температурной погрешности микропозиционирования 135
2.4 Выводы по главе 2 137
Глава 3 Разработка электронной системы управления пьезоэлектрическим схватом 139
3.1 Алгоритмы управления пьезоэлектрическим схватом мехатронной манипуляционной системы 141
3.2 Микроконтроллерное управление пьезоэлектрическим схватом... 147
3.3 Программа микроконтроллера MSP430F1121А для управления схватом 154
3.4 Цифровое управление напряжением питания схвата 158
3.5 Оптимизация массогабаритных параметров системы питания 167
3.6 Анализ вариантов очувствления пьезоэлектрического схвата 175
3.7 Результаты и выводы главы 3 180
Глава 4 Экспериментальные исследования пьезоэлектрического схвата 182
4.1 Макет пьезоэлектрического схвата и испытательный стенд для проведения экспериментов 182
4.2 Экспериментальное исследование захватывания детали 187
4.3 Экспериментальное определение силы, развиваемой пальцем схвата 189
4.4 Экспериментальное исследование микропозиционирования детали с помощью схвата и 191
4.5 Экспериментальное определение величин прогибов пальцев схвата и погрешности микропозиционирования 193
4.6 Экспериментальное исследование частотных характеристик пьезоэлектрического схвата 197
4.6.1 Определение амплитудно-частотной характеристики схвата без детал и 199
4.6.2 Определение амплитудно-частотных характеристик схвата с деталью 202
4.6.3 Определение амплитудно-частотной характеристики пальца схвата под действием внешней силы 205
4.7 Экспериментальное исследование вариантов очувствления схвата.. 207
4.8 Выводы по главе 4 226
Заключение 228
Публикации автора по теме диссертации 230
Список литературы
