ATA-62216功率放大器在非共振式壓電驅動器設計中的應用

　　實驗名稱：ATA-62216功率放大器在非共振式壓電驅動器設計中機械輸出實驗中的應用

　　實驗內容：在壓電驅動領域，利用高速度和低頻率的粘滑效應的驅動器引起了人們的極大興趣。本研究提出了一種創新的線性壓電驅動器，它集成了兩級放大系統和Z形梁機構。設計的驅動器在低頻下具有良好的驅動速度，克服了此類驅動器需要兩個柔性機構來實現反向運動和反向性能差的缺點。通過理論和模擬解釋了驅動器的結構和尺寸設計。對所設計的驅動器采用線切割技術進行加工，最后使用信號發生器，ATA-62216功率放大器、電容位移傳感器以及驅動器搭建實驗平臺進行實驗測試。實驗結果表明，該原型機具有雙向運動的能力。在400Hz和140V的激勵下，該驅動器的最大速度為12.88mms-1。這項研究介紹了一種新的方法，用于設計高速雙向運動滑移式壓電驅動器。

　　研究方向：壓電驅動、柔性機構

　　測試設備：ATA-62216功率放大器、壓電驅動器、傳感器、PC以及數據采集設備等。

　　實驗過程：

　　實驗裝置由壓電驅動器、傳感器、功率放大器(型號：ATA-62216，Aigtek，中國)，PC以及數據采集設備組成。首先研究預緊力對驅動器的影響。使用信號發生器設置300Hz頻率以及5V的輸出電壓并使用功率放大機對其放大而后施加到驅動器上，使用導軌后面的千分尺螺釘調整執行器上的預壓力同時使用推拉力計測量預壓力的大小。從而獲得驅動器最佳預緊力為后續試驗做好準備。在獲得最佳預緊力后對所設計的驅動器測試其不同電壓下（0-140V）下的速度，得到驅動器的最大速度為12.88mms-1。而后測試所設計驅動器分辨率，設置合適預緊力以及電壓得到其最佳分辨率為130nm。

　　實驗結果：

　　實驗結果表明,所設計的驅動器可以實現最高12.88mm/s的最高速度以及130nm的最大分辨率，為了實現低頻高速運動，并且為了增強雙向運動的能力，設計了一種基于兩級放大器的粘滑型壓電驅動器。對其進行結構設計以及理論分析并搭建了實驗系統，實驗結果驗證了所設計結構的良好性能，在140V和400Hz的激勵下，最高速度為12.88mm/s。在5V的激勵下其最高分辨率為130nm，實驗表明，該樣機能夠實現長行程、穩定的運動。本文為非諧振式直線壓電驅動器的設計提供了一種新的方法，有利于粘滑型壓電驅動器在精密定位、精密制造以及生物醫學和光學設備等領域的實際應用。

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