菱形压电微位移放大机构的设计

黄卫清; 史小庆; 王寅

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为提高叠层压电陶瓷作动行程,并使之具有往复对称作动的特性,提出一种基于三角放大原理的菱形压电微位移放大机构.该机构以叠层压电陶瓷作为驱动元件,利用三角位移放大原理,在放大叠层压电陶瓷位移输出的同时,实现在平衡位置两侧的双向主动输出.提出了相应的驱动方法,实现了对该机构输出方向和大小的控制.分析了机构的工作原理,通过解析计算得到该机构的理论放大倍数为2.9,与所建立有限元模型通过仿真计算得到放大倍数2.5相近.制作了试验样机并进行了试验验证,结果显示:该机构在驱动电压为200 V时最大输出位移为(32士16)μm,对叠层压电陶瓷位移输出的放大比例为2.4倍,与理论计算相近;频率响应试验表明信号频率对位移输出影响较小.提出的设计方案实现了位移放大和位移双向主动输出这两个预期目标.

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来源
《光学精密工程》 |2015年第3期|803-809|共7页
作者
黄卫清; 史小庆; 王寅;
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作者单位

南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室,江苏南京210016;

南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室,江苏南京210016;

南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室,江苏南京210016;

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正文语种 chi
中图分类带弹性构件的机构;铁电及压电器件;
关键词
叠层压电陶瓷; 压电微位移放大; 三角位移放大; 双向作动;

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