回转式微角度步距压电电动机.pdf

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1、2011年仪表技术与传感器2011第4期InstrumentTechniqueandSensorNo．4回转式微角度步距压电电动机胡长德，赵美蓉，刘颖玮。，杨震环，高娟(1．装备指挥技术学院士官系，北京102200；2．天津大学精密测试技术及仪器国家重点试验室，天津300072；3．军事科学院研究生院，北京100850)摘要：介绍了一种基于尺蠖运动原理的回转式微角度步距压电电动机。借助柔性机械结构，将压电陶瓷的微位移以角度方式输送出来。在结构设计方面，采用柔性铰链放大结构，夹紧器和驱动器均采用双驱动器结构，实

2、现推一拉接力运动。配以适当的4路驱动信号，实现了压电驱动装置的单步、多步连续匀速转动。最后对样机行了实验测试。实验结果表明：所设计的回转压电电动机结构紧凑、分辨力高且运动稳定。同时，动体没有缠绕，使得驱动器可以在任意位置启动，并可在360。范围内连续匀速转动。最小步距优于3，在16OV的驱动电压下速度达到430．47s．关键词：测量与计量；纳米定位；微角度；压电电动机；柔性机构；最小步距中图分类号：TM282文献标识码：A文章编号：1002—1841(2011)04—0093—04RotatorySteppi

3、ngPiezoelectricMotorwithMicro—angleHUChang—de。，ZHA0Mei·rong，LIUYing—wei，YANGZhen—huan，GAOJuan(1．DepartmentofNon-commissionedOficer，AcademyofEquipmentCommand&Technology，Beijing102200，China；2．StateKeyLaboratoryofPrecisionMeasuringTechnologyandInstruments，Tian

4、jinUniversity300072，TianjinChina；3．GraduateSchool，ChineseAcademyofMilitaryScience，Beijing100850，China)Abstract：Therotatorypiezoelectricmotor(PZT)withmicro—anglebasedoninchwormmotionwaspresented．Bytheflexiblemachinery，thedisplacementofthepiezoelectricactuato

5、rswastransformedintoangle．Theclampersandactuatorswhichweremadeofpiezoelectricceramicwerebothdisposedinsymmetricalrelationship．Byclampingorreleasingofclampersandextendingorre—tractingofactuators，itcouldachieveakindofpush—pullrelaymovement．Inthisway，themoveme

6、ntofplatformissmoothandcon—tinuous．Withtheproperfour—channelsdrivingsignals，themotorismovedlinearlywithsinglestepormulti—step．Theperformancesofthemotoraretestedthroughexperiments．Theresultsshowthatthemotionofthemotorislinear．Themovingspeedcanreach430．4'／sat

7、thevoltageof160Vandtheminimalstepislessthan3．Keywords：measurementandmetrology；nano—positioning；micro—angle；piezoelectricmotor；flexiblemachinery；minimumstep0引言1压电微动台原理纳米微定位系统(Nano．positioning)是指系统的运动位移在回转式微角度驱动装置为实现轴的匀速和连续回转运动，几微米和几百微米的范围内，其分辨率、定位精度和重复定位基于“尺

8、蠖”原理，实现驱动器的交替“推一拉”l4J。如图1所精度在纳米级的范围内。微位移致动器是微定位系统中的重示，这是回转式微角度驱动装置的运动原理简图。PZTT由2要组成部分，是一类能够实现微米、亚微米及纳米尺度超高精个夹紧器c。、c：和两个促动器A、A组成。图1(a)为OFF放度位置执行与控制的传感或执行器。它的出现带动了诸如超松状态；图1(b)时C：夹紧、C放松；图1(e)A。、A一同伸张，大规模集