一种新型大推力直线压电作动器
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TM356;TB318;TH703.6

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国家自然科学基金面上资助项目(51275235,51275242);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(NJ20130004)


A New Type of Large-Thrust Linear Piezoelectric Actuator
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    摘要:

    设计了一种新型大推力直线压电作动器,采用螺旋箝位的方式实现对压电叠堆微小位移的累积输出,实现了大推力和长行程。对该种作动器的驱动机理和作动器设计过程中的关键技术问题进行了详细的分析,包括力矩电机的转速设计、上下柔性联轴器的扭转刚度设计、螺母和丝杠之间相关机械参数的设计以及对所选压电叠堆进行性能测试并选择其最佳工作频段。原理样机长为140mm,最大直径为45mm,重量为0.7kg,行程为40mm。在力矩电机转速为300r/min,压电堆驱动频率为100Hz时,作动器的最大输出力可达130N。

    Abstract:

    A new type of large-thrust linear piezoelectric actuator is proposed. It achieves the goal of large-thrust and large-displacement output by accumulating the micro-amplitude of the piezoelectric stack through a kind of screw clamp mechanism. The driving mechanisms of the actuator and the key technology during the designing process are discussed in detail, including the design of the torque motor speed, the torsional stiffness of the flexible coupling, the design of the relationship between the nut and screw, and the best frequency phase of the stack after testing its performance. The length of the actuator is 140mm, and the maximum diameter is 45mm. The actuator weighs 0.7kg with a stroke of 40mm. The actuator exhibits a 130N blocked force when the speed of the torque motor is 300r/min and the frequency of the piezoelectric stack is 100Hz.

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  • 在线发布日期: 2024-09-02
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