菱形-杠杆放大机构压电驱动器的设计与实验

doi:10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2026.05.019

首页 > 过刊浏览>2026年第46卷第5期 >1098-1104. DOI:10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2026.05.019

菱形-杠杆放大机构压电驱动器的设计与实验
DOI:
                        10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2026.05.019
                    
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作者:
                        
                        
                    
作者单位:1西安建筑科技大学机电工程学院 西安，710055;2西北工业大学航天学院 西安，710072;3西安科技大学机械工程学院 西安，710054
作者简介:于思淼，男，1988年4月生，博士、讲师。主要研究方向为压电驱动理论与技术、压电驱动机器人动力学与控制、刚柔结构的振动力学建模与振动抑制控制等。
通讯作者:
中图分类号:TH11
基金项目:国家自然科学基金资助项目 62303370安徽省博士后科研资助项目 2023B753中国博士后科学基金面上资助项目 2024M762449陕西省教育厅服务地方专项资助项目 24JC055国家自然科学基金资助项目（62303370）；安徽省博士后科研资助项目（2023B753）；中国博士后科学基金面上资助项目（2024M762449）；陕西省教育厅服务地方专项资助项目（24JC055）

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国家自然科学基金资助项目 62303370安徽省博士后科研资助项目 2023B753中国博士后科学基金面上资助项目 2024M762449陕西省教育厅服务地方专项资助项目 24JC055国家自然科学基金资助项目（62303370）；安徽省博士后科研资助项目（2023B753）；中国博士后科学基金面上资助项目（2024M762449）；陕西省教育厅服务地方专项资助项目（24JC055）

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非共振型压电驱动器定位精度高且易于控制，但其工作行程小，驱动效率相对较低。针对此问题，提出了一种具有两级放大机构的非共振型压电驱动器，其采用菱形-杠杆放大机构设计，结构简单。首先，阐述了压电驱动器的工作原理，通过放大压电叠堆的输出位移增加工作行程；其次，合成两个正交的压电叠堆产生的位移，生成斜线轨迹，并实现双足交替驱动导轨，提高了驱动效率；然后，对压电驱动器的结构进行了有限元静力学分析和模态分析，分别验证了放大倍数和结构的应力，并得到驱动器定子的1阶固有频率；最后，加工制作了实验样机。实验结果表明，所设计的压电驱动器能够将压电叠堆的单侧工作行程从10 μm放大到117.27 μm，在135 V、60 Hz激励条件下的驱动速度为744.77 μm/s。

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收稿日期:2024-10-30
最后修改日期:2024-12-06
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在线发布日期: 2026-10-26
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