尺蠖型压电驱动器基础理论与试验研究

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尺蠖型压电驱动器基础理论与试验研究
本文提出了以压电叠堆为动力转换元件，基于尺蠖运动机理实现超精密定位的新型驱动器方案。系统分析了压电叠堆与机械柔性机构的作用机理和直角柔性铰链的空间力学模型，为驱动器优化设计提供了理论依据。
采用驱动器定子在转子(或直线动子)外侧双向对称钳位的方法，保证了驱动器钳位过程的稳定性。通过扭转柔性铰链成功地将压电叠堆直线运动转化为旋转运动，系统剖析了驱动器各组成元件的特性，利用MSC.Patran／Nastran软件预测了驱动器定子的模态分布和频响特性；在此基础上，独立开发了压电旋转驱动器。
该驱动器基于推进方式工作，转子上无任何电器元件，可充分保证其刚度和加工精度，并可实现360°连续转动；通过压电叠堆正向推力、柔性铰链反向回弹力综合作用，实现了驱动器转子正、反方向双向运动。实验测试表明：该驱动器具有较高的往复定位精度；通过楔块机构对压电叠堆实现精密预紧调节，保证了压电叠堆的工作稳定性和使用寿命；通过试验测试和利用MSC.Marc仿真分析相结合的手段，研究了钳位机构与转子的微观接触过程，分析了钳位接触面对驱动器性能的影响，提出采用大钳位接触面对转子进行钳位 ...

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关键词：试验研究 基础理论 驱动器 使用寿命 仿真分析