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一种旋转压电陶瓷驱动器的设计和研究
机械设计与制造 第7期 30 Machinery Design Manufacture 2012年 7月 文章编号：1001—3997(2012)07—0030—03 一 种旋转压 电陶瓷驱动器的设计和研究 赵爱玲 张海峰 王丙军 (安阳工学院 实验中心，安阳 455oo0) DesignandResearchofaTypeofPiezoelectricCeramicsRotaryActuator ZHAOAi—ling，ZHANGHai-feng，WANGBing-jun (TheExperimentCenter，AnyangInstituteofTechnology，Anyang455000，China) 【摘 要】为发挥压电陶瓷分辨率高、频响高、功耗低及抗电磁干扰能力强等优点，进一步简化压电 旋转驱动器的结构，提高压电驱动工作效率，设计和研制一种新型压电旋转驱动器。驱动器以压电陶瓷 双晶片为原动件 ，通过联接机构联接定子和转子，选用滚子结构的超越离合器驱动机构，将双晶片扭转 位移运动转化为输出轴的连续旋转运动。驱动器结构简单，体积小。通过理论分析、有限元仿真和试验 研究表明，驱动器的转速与驱动信号的频率、电压近似呈线性关系，具有 良好的输出特性，步进精确，运 行平稳可靠，适于在微驱动领域应用。 关键词：压电双晶片；旋转驱动器；离合器驱动 A【bstract】／nordertoapplythepiezoelectricceramicwithadvantagessuch珊highresolution，high frequencyresponse，lowpowerconsumptionandstrongelectromagneticinte咖renceresistanceandSOon，a newtypeofpiezoelectricrotaryactuatorisdesignednaddevelopedtosimplfiythestructurenadimprove theenergyefficiency．Thestatorandtherotorraeconnectedthroughapiezoelectricbimorphwhichiscon- sidered∞ theprimedriver．Then therollerstructureoverrunning clutch driverisselected toconvertthe twinpiezoelectricbimorphtorsionmotiontothecontinuousrotationmovementoftheoutputshaft．Anew typeofpiezoelectricrotaryactuatorisdesignedwhichhastheadvantagesofsimplestructurenadsmallvol- ，珊．Thetheoreticalnaalysis．thefiniteelementsimulationandtheresearchindicatesthattherotatespeed oftherotrayactuatorhasalineatrelationshipwiththefrequencynadthepressureofthedrivesigna1．The favorableoutput．accuratestep—by-stepnadstbalerunningoftherotaryactuatorsisuitbaleforthepaplica- tioninthemicrodrivefield． KeyW ords：PiezoelectricBimorph；RotaryActuator；ClutchDriver 中图分类号：TH12，TM282，TP333．3 文献标识码：A 1引言
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