江西理工大学 机电工程学院, 江西 赣州 341000
基于柔顺机构设计了一种新型压电式微喷点胶系统, 该系统由供胶装置、驱动装置和撞针阀组成。点胶系统的运动特征是利用柔顺机构的弹性变形驱动撞针往复直线运动实现撞针阀的开启和闭合, 完成微喷点胶功能。采用伪刚体方法得到点胶系统的驱动力、输出位移和频率特性, 结果表明, 系统的最大驱动力、输出位移和频率分别为56.4 N, 808 μm, 245 Hz, 说明所设计的点胶系统能满足所需的驱动力、行程和点胶速度。制作样机, 通过实验分析驱动电压信号的占空比、幅值、频率和胶液黏度对胶滴直径的影响, 得到了正常胶滴形成需满足的条件。实验结果表明: 系统的最高点胶频率为210 Hz, 最小胶滴直径为630 μm, 胶滴一致性误差为5.62%, 说明所设计的点胶系统具有较好的性能, 为微喷点胶系统设计和应用提供新的思路。
微喷点胶系统 柔顺机构 压电驱动器 伪刚体方法 micro-spray dispensing system compliant mechanism piezoelectric actuator pseudo rigid body method
江西理工大学 机电工程学院, 江西 赣州 341000
针对普通尺蠖式直线微驱动器运动速度低和输出力小等问题, 基于柔顺机构设计了一种新型尺蠖式直线微驱动器。微驱动器由箝位机构、驱动机构和输出轴组成, 其运动特点是驱动机构驱动箝位机构进行往复直线运动, 箝位机构带动输出轴作直线运动。箝位机构和驱动机构均采用柔性杠杆结构, 保证了微驱动器所需的箝位力与驱动力, 并提高了其运动速度。采用伪刚体方法建立了驱动电压与箝位力、驱动机构输入位移与输出位移之间的关系, 根据功能原理建立了输入力与驱动力之间的关系并制作了样机, 搭建了实验测试系统进行性能测试, 测试结果表明, 驱动器最大箝位力为216.43 N, 最大驱动力为13.5 N, 在驱动电压120 V, 频率95 Hz时, 达到最大速度48.91 mm/s。
尺蠖驱动器 柔顺机构 杠杆机构 伪刚体方法 inchworm actuator compliant mechanism lever mechanism pseudo rigid body method