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(chuàng)新的線性壓電驅動器，它集成了兩級放大系統(tǒng)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(xiàn)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(fā)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(shù)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(shù)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(fā)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(zhí)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(xù)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(xiàn)最高12.88mm/s的最高速度以及130nm的最大分辨率，為了實現(xiàn)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(tǒng)，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(xiàn)長行程、穩(wěn)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(yī)學和光學設備等領域的實際應用。

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審核編輯 黃宇