[實用新型]針對粘滑型直線壓電驅動器的測試裝置

有效

• 申請號: 201920368285.2
• 申請日: 2019-03-22
• 公開（公告）號: CN209878957U
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: 趙宏偉;王吉如;張艷慧;王趙鑫;秦峰;孫一帆;徐博文;任國旗;李磊;李文博;任壯;常梟
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34;G01D21/02
• 代理公司: 22100 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司
• 代理人: 王怡敏

本實用新型涉及一種針對粘滑型直線壓電驅動器的測試裝置，屬于精密機械領域。包括底座、預緊模塊、柔性機構模塊、輸出模塊、預緊力檢測模塊、位移檢測模塊，數據采集模塊。預緊模塊調整柔性機構模塊與輸出模塊之間的驅動預緊力，柔性機構模塊驅動輸出模塊，輸出模塊輸出位移，預緊力檢測模塊實現對柔性機構模塊與輸出模塊間的驅動預緊力和壓電疊堆預緊力的測量，位移檢測模塊檢測輸出模塊的位移。優點在于：可實現測試驅動預緊力、壓電疊堆預緊力、不同形狀的驅動足對粘滑型直線壓電驅動器運動性能的影響，探究驅動器合適的工作條件，為高性能粘滑型壓電驅動器的預緊力調試和驅動足設計提供依據。應用范圍廣，實用性強。

技術領域

本實用新型涉及精密機械領域，特別涉及一種針對粘滑型直線壓電驅動器的測試裝置。可用于測試在精密定位、精密儀器、顯微操作等領域廣泛應用的粘滑型壓電驅動器的運動特性受驅動預緊力、壓電疊堆預緊力、驅動足形狀的影響，為粘滑型壓電驅動器的預緊力調試和驅動足設計提供技術手段。

背景技術

壓電驅動技術是一種具有高精度、大載荷、快速響應、無電磁干擾、能量轉換效率高的新型驅動技術，已在精密驅動、精密加工、顯微操作、精密定位等領域有所應用。受限于壓電材料的微小位移，必須采用特殊的驅動方式才能將壓電材料的位移放大至可以使用的量級，因此產生了超聲馬達、尺蠖型壓電驅動器、粘滑型壓電驅動器等若干種壓電驅動裝置。

針對于粘滑型壓電驅動器，其運動性能的影響因素較多且至今沒有完備的設計理論與方法。現有研究多數針對于驅動信號、柔性機構形狀、驅動原理等領域進行了探索，鮮有針對細微之處的影響因素如驅動預緊力、壓電疊堆預緊力、驅動足形狀對粘滑型驅動器運動性能影響的研究。并且目前尚沒有完善的摩擦模型指導如何設置預緊力以及驅動足形狀來產生適宜的摩擦力以幫助提升驅動器的運動性能，因此通過實驗探索驅動預緊力、壓電疊堆預緊力、驅動足形狀對于粘滑型壓電驅動器的性能影響不僅具有重要實用意義還是少數可靠途徑之一。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種針對粘滑型直線壓電驅動器的測試裝置，解決了現有技術存在的上述問題。本實用新型通過在預緊力檢測模塊的實時檢測下定量改變驅動預緊力、壓電疊堆預緊，通過切換不同形狀的驅動足，通過位移檢測模塊測得位移-時間曲線，從而分析并得到各個變量對運動特性的影響，為粘滑型壓電驅動器的預緊力設置和驅動足設計提供技術手段。

本實用新型的上述目的通過以下技術方案實現：

針對粘滑型直線壓電驅動器的測試裝置，包括底座12、預緊模塊、柔性機構模塊、輸出模塊、預緊力檢測模塊、位移檢測模塊，數據采集模塊，所述預緊模塊、柔性機構模塊、輸出模塊皆安裝在底座12上，所述預緊模塊調整柔性機構模塊與輸出模塊之間的驅動預緊力，柔性機構模塊驅動輸出模塊，輸出模塊輸出位移，預緊力檢測模塊實現對柔性機構模塊與輸出模塊間的驅動預緊力和壓電疊堆預緊力的測量，位移檢測模塊檢測輸出模塊的位移。

所述預緊模塊包括手動位移臺1、輔助塊2，所述手動位移臺1固定在底座12上，所述輔助塊2通過螺釘與手動位移臺1連接。

所述柔性機構模塊包括承載導軌6、承載滑塊7、連接板11、柔性機構10、驅動足21、壓電疊堆5、預緊螺釘4、楔形塊9，所述承載導軌6安裝在底座12上，所述承載滑塊7安裝在承載導軌6上，實現沿承載導軌6的直線運動；所述連接板11安裝在承載滑塊7上，連接并帶動柔性機構10沿承載導軌6運動；所述柔性機構10固定在連接板11上，帶動驅動足21產生慢速推動——快速回退的循環動作，在摩擦力與慣性的作用下驅動輸出模塊產生連續步進式運動；所述驅動足21安裝在柔性機構10的安裝槽內，并通過螺釘螺母鎖緊；所述壓電疊堆5安裝于柔性機構10中，作為動力來源；所述預緊螺釘4裝配于柔性機構10的螺紋孔中，在對壓電疊堆5預緊過程中通過自身旋轉推動楔形塊9；所述楔形塊9置于柔性機構10的安裝槽內，在預緊過程中受到預緊螺釘4的推動并將推動位移縮小以增加位移分辨率后推動柔性機構10的直板型柔性鉸鏈對壓電疊堆5進行預緊。