實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：ATA-62216功率放大器在非共振式壓電驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)中機(jī)械輸出實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

　　實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：在壓電驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，利用高速度和低頻率的粘滑效應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器引起了人們的極大興趣。本研究提出了一種創(chuàng)新的線性壓電驅(qū)動(dòng)器，它集成了兩級(jí)放大系統(tǒng)和Z形梁機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)器在低頻下具有良好的驅(qū)動(dòng)速度，克服了此類(lèi)驅(qū)動(dòng)器需要兩個(gè)柔性機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)反向運(yùn)動(dòng)和反向性能差的缺點(diǎn)。通過(guò)理論和模擬解釋了驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)。對(duì)所設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)器采用線切割技術(shù)進(jìn)行加工，最后使用信號(hào)發(fā)生器，ATA-62216功率放大器、電容位移傳感器以及驅(qū)動(dòng)器搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該原型機(jī)具有雙向運(yùn)動(dòng)的能力。在400Hz和140V的激勵(lì)下，該驅(qū)動(dòng)器的最大速度為12.88mms-1。這項(xiàng)研究介紹了一種新的方法，用于設(shè)計(jì)高速雙向運(yùn)動(dòng)滑移式壓電驅(qū)動(dòng)器。

　　研究方向：壓電驅(qū)動(dòng)、柔性機(jī)構(gòu)

　　測(cè)試設(shè)備：ATA-62216功率放大器、壓電驅(qū)動(dòng)器、傳感器、PC以及數(shù)據(jù)采集設(shè)備等。

　　實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

　　實(shí)驗(yàn)裝置由壓電驅(qū)動(dòng)器、傳感器、功率放大器(型號(hào)：ATA-62216，Aigtek，中國(guó))，PC以及數(shù)據(jù)采集設(shè)備組成。首先研究預(yù)緊力對(duì)驅(qū)動(dòng)器的影響。使用信號(hào)發(fā)生器設(shè)置300Hz頻率以及5V的輸出電壓并使用功率放大機(jī)對(duì)其放大而后施加到驅(qū)動(dòng)器上，使用導(dǎo)軌后面的千分尺螺釘調(diào)整執(zhí)行器上的預(yù)壓力同時(shí)使用推拉力計(jì)測(cè)量預(yù)壓力的大小。從而獲得驅(qū)動(dòng)器最佳預(yù)緊力為后續(xù)試驗(yàn)做好準(zhǔn)備。在獲得最佳預(yù)緊力后對(duì)所設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)器測(cè)試其不同電壓下（0-140V）下的速度，得到驅(qū)動(dòng)器的最大速度為12.88mms-1。而后測(cè)試所設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)器分辨率，設(shè)置合適預(yù)緊力以及電壓得到其最佳分辨率為130nm。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)器可以實(shí)現(xiàn)最高12.88mm/s的最高速度以及130nm的最大分辨率，為了實(shí)現(xiàn)低頻高速運(yùn)動(dòng)，并且為了增強(qiáng)雙向運(yùn)動(dòng)的能力，設(shè)計(jì)了一種基于兩級(jí)放大器的粘滑型壓電驅(qū)動(dòng)器。對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及理論分析并搭建了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的良好性能，在140V和400Hz的激勵(lì)下，最高速度為12.88mm/s。在5V的激勵(lì)下其最高分辨率為130nm，實(shí)驗(yàn)表明，該樣機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)行程、穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)。本文為非諧振式直線壓電驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)提供了一種新的方法，有利于粘滑型壓電驅(qū)動(dòng)器在精密定位、精密制造以及生物醫(yī)學(xué)和光學(xué)設(shè)備等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。

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