實(shi)驗(yan)(yan)名稱：ATA-62216功(gong)率放大器在非共振(zhen)式壓電(dian)驅動器設計(ji)中機(ji)械輸(shu)出實(shi)驗(yan)(yan)中的應用

　　實驗(yan)(yan)內容：在壓電(dian)驅(qu)(qu)動(dong)(dong)(dong)領(ling)域，利用高速(su)度(du)和低頻率的(de)(de)粘滑效應的(de)(de)驅(qu)(qu)動(dong)(dong)(dong)器引起了(le)(le)人們(men)的(de)(de)極(ji)大興趣。本研究(jiu)提(ti)出(chu)了(le)(le)一種(zhong)創新(xin)的(de)(de)線性壓電(dian)驅(qu)(qu)動(dong)(dong)(dong)器，它集成(cheng)了(le)(le)兩級放大系(xi)統和Z形(xing)梁(liang)機(ji)構(gou)。設計(ji)(ji)的(de)(de)驅(qu)(qu)動(dong)(dong)(dong)器在低頻下(xia)具有良好的(de)(de)驅(qu)(qu)動(dong)(dong)(dong)速(su)度(du)，克(ke)服了(le)(le)此類驅(qu)(qu)動(dong)(dong)(dong)器需要兩個柔(rou)性機(ji)構(gou)來實現反(fan)向(xiang)(xiang)運(yun)動(dong)(dong)(dong)和反(fan)向(xiang)(xiang)性能(neng)差(cha)的(de)(de)缺點。通過理(li)論和模擬解釋了(le)(le)驅(qu)(qu)動(dong)(dong)(dong)器的(de)(de)結構(gou)和尺寸(cun)設計(ji)(ji)。對所設計(ji)(ji)的(de)(de)驅(qu)(qu)動(dong)(dong)(dong)器采用線切割技術進(jin)行加工，最(zui)后使用信號發生器，ATA-62216功(gong)率放大器、電(dian)容位移(yi)傳感器以及驅(qu)(qu)動(dong)(dong)(dong)器搭建實驗(yan)(yan)平(ping)臺(tai)進(jin)行實驗(yan)(yan)測試。實驗(yan)(yan)結果(guo)表明，該原型(xing)機(ji)具有雙向(xiang)(xiang)運(yun)動(dong)(dong)(dong)的(de)(de)能(neng)力。在400Hz和140V的(de)(de)激勵下(xia)，該驅(qu)(qu)動(dong)(dong)(dong)器的(de)(de)最(zui)大速(su)度(du)為12.88mms-1。這項研究(jiu)介(jie)紹了(le)(le)一種(zhong)新(xin)的(de)(de)方法(fa)，用于設計(ji)(ji)高速(su)雙向(xiang)(xiang)運(yun)動(dong)(dong)(dong)滑移(yi)式壓電(dian)驅(qu)(qu)動(dong)(dong)(dong)器。

　　研究方(fang)向：壓電驅動、柔性機(ji)構

　　測試設(she)備(bei)：ATA-62216功率放大器、壓電驅動器、傳感器、PC以(yi)及數據采集(ji)設(she)備(bei)等。

　　實驗過程：

　　實驗裝置由壓(ya)電(dian)(dian)(dian)驅動(dong)器(qi)(qi)(qi)、傳感器(qi)(qi)(qi)、功率放(fang)大(da)器(qi)(qi)(qi)(型(xing)號：ATA-62216，Aigtek，中國(guo))，PC以及數據采集(ji)設(she)備組成。首先研究預(yu)緊力(li)(li)對驅動(dong)器(qi)(qi)(qi)的(de)影響。使用信(xin)號發生器(qi)(qi)(qi)設(she)置300Hz頻(pin)率以及5V的(de)輸出電(dian)(dian)(dian)壓(ya)并(bing)使用功率放(fang)大(da)機對其放(fang)大(da)而后施(shi)加(jia)到驅動(dong)器(qi)(qi)(qi)上，使用導軌后面的(de)千(qian)分(fen)尺螺釘調(diao)整(zheng)執行器(qi)(qi)(qi)上的(de)預(yu)壓(ya)力(li)(li)同時使用推拉力(li)(li)計測(ce)(ce)量預(yu)壓(ya)力(li)(li)的(de)大(da)小。從而獲(huo)得驅動(dong)器(qi)(qi)(qi)最(zui)佳預(yu)緊力(li)(li)為(wei)后續試驗做(zuo)好準備。在獲(huo)得最(zui)佳預(yu)緊力(li)(li)后對所設(she)計的(de)驅動(dong)器(qi)(qi)(qi)測(ce)(ce)試其不同電(dian)(dian)(dian)壓(ya)下（0-140V）下的(de)速度(du)(du)，得到驅動(dong)器(qi)(qi)(qi)的(de)最(zui)大(da)速度(du)(du)為(wei)12.88mms-1。而后測(ce)(ce)試所設(she)計驅動(dong)器(qi)(qi)(qi)分(fen)辨(bian)率，設(she)置合適預(yu)緊力(li)(li)以及電(dian)(dian)(dian)壓(ya)得到其最(zui)佳分(fen)辨(bian)率為(wei)130nm。

　　實驗結果：

　　實驗結(jie)(jie)果表(biao)明,所設(she)計(ji)的(de)驅(qu)動(dong)器可以(yi)(yi)實現最高(gao)(gao)12.88mm/s的(de)最高(gao)(gao)速度(du)以(yi)(yi)及130nm的(de)最大分辨(bian)率，為(wei)了(le)(le)實現低頻高(gao)(gao)速運(yun)(yun)動(dong)，并(bing)且為(wei)了(le)(le)增(zeng)強雙(shuang)向運(yun)(yun)動(dong)的(de)能力，設(she)計(ji)了(le)(le)一種(zhong)基于兩級放大器的(de)粘滑(hua)型(xing)壓電驅(qu)動(dong)器。對其進行結(jie)(jie)構(gou)設(she)計(ji)以(yi)(yi)及理論(lun)分析并(bing)搭建了(le)(le)實驗系統，實驗結(jie)(jie)果驗證了(le)(le)所設(she)計(ji)結(jie)(jie)構(gou)的(de)良好性能，在140V和400Hz的(de)激勵下(xia)，最高(gao)(gao)速度(du)為(wei)12.88mm/s。在5V的(de)激勵下(xia)其最高(gao)(gao)分辨(bian)率為(wei)130nm，實驗表(biao)明，該樣機能夠(gou)實現長行程、穩定(ding)(ding)的(de)運(yun)(yun)動(dong)。本(ben)文(wen)為(wei)非(fei)諧(xie)振式直(zhi)線壓電驅(qu)動(dong)器的(de)設(she)計(ji)提供了(le)(le)一種(zhong)新的(de)方法，有利(li)于粘滑(hua)型(xing)壓電驅(qu)動(dong)器在精(jing)(jing)密(mi)(mi)定(ding)(ding)位、精(jing)(jing)密(mi)(mi)制造(zao)以(yi)(yi)及生物醫學和光學設(she)備等領域的(de)實際應用。

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