压电驱动技术

压电驱动技术可为高端装备的突破和发展提供坚实的理论和技术基础，具有重要的科学意义和突出的实用价值。本书从高端装备发展对精密驱动技术的实际需求出发，系统阐述了压电驱动技术的定义、特点、分类及研究现状。全书由哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室刘英想教授团队依托国家自然科学基金项目的研究成果撰写而成。

本书从高端装备发展对精密驱动技术的实际需求出发，系统阐述了压电驱动技术的定义、特点、分类及研究现状，对压电材料、压电驱动基本结构形式及激励方法进行了概括性介绍，着重论述了著者团队在模态复合型压电驱动器、旋转型直驱压电驱动器、尺蠖型压电驱动器、惯性致动型压电驱动器、行走型压电驱动器方面的近期新研究成果，详细介绍了著者团队在多自由度压电驱动技术和跨尺度压电驱动技术两个领域的近期新研究进展，并对压电驱动技术的典型应用进行了总结和分析。

刘英想，男，工学博士，教授，博士生导师，国家自然科学基金优秀青年科学基金获得者、全国优秀博士论文获得者、哈尔滨工业大学青年科学家工作室负责人、黑龙江省“头雁”团队骨干成员、机器人技术与系统国家重点实验室骨干成员。主要研究方向为压电驱动理论与技术（精密压电驱动、纳米定位技术、压电换能器、超声振动利用技术、振动主动控制技术）、机器人理论与技术（仿生机器人、压电微纳操控机器人、柔性机器人、微型机器人、人工肌肉、机器鱼）

第1章绪论/1
1.1压电驱动技术概述/1
1.1.1压电驱动的定义和致动原理/1
1.1.2压电驱动技术的起源/2
1.1.3压电驱动器的特点/3
1.1.4压电驱动器的分类/5
1.2压电驱动技术研究方向概述/5
1.2.1构型设计/6
1.2.2压电材料/8
1.2.3摩擦材料/9
1.2.4驱动电源/10
1.2.5运动控制/11
1.3压电驱动器的研究现状/16
1.3.1行波超声压电驱动器/16
1.3.2驻波超声压电驱动器/20
1.3.3模态复合型超声压电驱动器/23
1.3.4叠堆型压电驱动器/28
1.3.5叠堆与柔性位移放大机构相融合的压电驱动器/29
1.3.6尺蠖型压电驱动器/32
1.3.7惯性致动型压电驱动器/34
1.3.8行走型压电驱动器/36
本章参考文献/37
第2章压电材料与压电驱动基础/50
2.1压电材料及其基本特性/50
2.1.1压电效应/50
2.1.2压电材料基本特性与参数/52
2.2压电驱动器基本结构形式/61
2.2.1贴片式压电驱动器/61
2.2.2夹心式压电驱动器/66
2.3压电驱动器的基本运动模式及激励方法/71
2.3.1纵向运动/71
2.3.2弯曲运动/72
2.3.3扭转运动/82
2.4弹性体基本振动模态及激励方法/84
2.4.1圆环轴向弯振/84
2.4.2圆筒径向弯振/89
2.4.3压电金属复合梁纵振/93
2.4.4压电金属复合梁弯振/95
本章参考文献/97
第3章模态复合型超声压电驱动器/99
3.1基本振动模态组合方式/99
3.1.1纵-纵模态组合/99
3.1.2纵-弯模态组合/102
3.1.3弯-弯模态组合/107
3.1.4纵-扭模态组合/110
3.2纵-纵复合型超声压电驱动器/112
3.2.1T形单足直线型超声压电驱动器/112
3.2.2I形双足直线型超声压电驱动器/114
3.3纵-弯复合型超声压电驱动器/119
3.4弯-弯复合型超声压电驱动器/127
3.4.1同阶弯振复合/127
3.4.2异阶弯振复合/134
3.5模态复合型超声压电驱动器特点简析/141
本章参考文献/141
第4章旋转型直驱压电驱动器/143
4.1旋转型压电驱动技术简析/143
4.1.1旋转致动原理分析/143
4.1.2旋转型压电驱动器分类/144
4.2基于压电陶瓷d15模式的旋转型直驱压电驱动器/146
4.2.1压电驱动器结构与致动原理/146
4.2.2实验研究/149
4.3基于压电陶瓷d33模式的旋转型直驱压电驱动器/152
4.3.1压电驱动器结构与致动原理/152
4.3.2实验研究/163
4.4基于压电陶瓷d31模式的旋转型直驱压电驱动器/166
4.4.1压电驱动器结构与致动原理/166
4.4.2实验研究/171
4.5关于紧凑旋转型压电驱动器的拓展思考/173
4.6本章小结/175
本章参考文献/175
第5章尺蠖型压电驱动器/176
5.1尺蠖型精密压电驱动技术简析/176
5.2四足尺蠖型压电驱动器/177
5.2.1压电驱动器结构与致动原理/178
5.2.2仿真分析/180
5.2.3实验研究/181
5.3双足尺蠖型压电驱动器/184
5.3.1压电驱动器结构与致动原理/184
5.3.2实验研究/188
5.4尺蠖型压电驱动器的运动解耦/192
5.4.1压电驱动器结构与致动原理/193
5.4.2仿真分析/195
5.4.3实验研究/198
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