基于壓電陶瓷的數(shù)字化微注射技術(shù)理論及其應(yīng)用研究.pdf

1、目前廣泛采用的數(shù)字化微注射系統(tǒng)在進(jìn)行微流量注射時(shí)，多采用手動(dòng)操作或基于壓電陶瓷的一次逆壓電效應(yīng)原理進(jìn)行定位、注射，存在著控制精度低及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜等缺點(diǎn)。因此研究在操作上簡單方便、在精度控制上準(zhǔn)確的數(shù)字化微流量注射裝置成為發(fā)展生物工程的一個(gè)重要途徑。
　　本課題來源于史麗萍教授的哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)器人技術(shù)與系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放研究項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):SKLRS-2015-MS-10)和黑龍江省教育廳的科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):12

2、541624)。本文主要內(nèi)容是基于壓電陶瓷的數(shù)字化微注射理論及其應(yīng)用研究，通過理論和實(shí)驗(yàn)對(duì)壓電陶瓷的一次逆、二次正壓電效應(yīng)進(jìn)行分析，并利用其原理設(shè)計(jì)出自感知數(shù)字化微注射結(jié)構(gòu)，主要包括兩方面內(nèi)容:基于一次逆、二次正壓電效應(yīng)自感知執(zhí)行器的理論研究和自感知微注射裝置的設(shè)計(jì)。
　　首先，本文在經(jīng)典壓電學(xué)基礎(chǔ)理論的研究上，對(duì)壓電陶瓷特性、壓電方程分析、邊界條件關(guān)系進(jìn)行介紹，針對(duì)壓電陶瓷在不同的機(jī)械和電學(xué)邊界條件下的各次壓電效應(yīng)現(xiàn)象理論分析。

3、
　　然后基于壓電陶瓷的一次逆、二次正壓電效應(yīng)理論原理來建立以PZT-5壓電陶瓷為實(shí)驗(yàn)對(duì)象的實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)，測量實(shí)驗(yàn)對(duì)象壓電陶瓷被施加外電壓的時(shí)候在一次逆壓電效應(yīng)下產(chǎn)生的位移值;設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)對(duì)二次正壓電效應(yīng)產(chǎn)生的電荷進(jìn)行分離和解耦來實(shí)現(xiàn)在同一壓電陶瓷上傳感器與執(zhí)行器的集成。將實(shí)驗(yàn)實(shí)際測量的輸出值與固定公式計(jì)算出的理論值進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證理論的正確性及實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)的可行性。
　　最后，根據(jù)上述理論研究與實(shí)驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)出基于一次逆