[發明專利]一種直線型超聲驅動器驅動性能測試系統

有效

• 申請號: 202011462696.1
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112731011B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 王新杰;劉翔;趙勇筌;芮蘇媛
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R1/04;G01M99/00;G01D21/02;H02N2/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱炳斐

本發明公開了一種直線型超聲驅動器驅動性能測試系統。該系統中信號發生器產生塔型直線超聲驅動器所需的特定頻率的正弦交流信號，經功率放大器放大后，使塔型直線超聲驅動器驅動端形成橢圓運動，并通過驅動端與導軌側下方平面之間的摩擦力，驅動導軌直線運動；摩擦力所需的正壓力來自于直線導軌運動裝置中預壓力機構，調整長螺栓的位置，在彈簧的作用下，導軌側下面與塔型直線超聲驅動器驅動足緊密接觸；通過高精度色散共焦位移計獲得直線導軌位移信號，傳入PC機，經微分得到塔型超聲驅動器的驅動速度。本發明的基于塔型直線超聲驅動器的驅動性能測試系統可進行豎直方向的高度調節，兼容性強，對于不同尺寸的驅動器，都可對其進行驅動性能測試。

技術領域

本發明屬于智能結構性能測試領域，特別是一種直線型超聲驅動器驅動性能測試系統。

背景技術

精密定位平臺的定位精度一般在微米、亞微米及納米級別，廣泛應用于精密加工、生物醫學工程、微機電系統、航空航天等多個領域，對于驅動器的定位精度要求高。直線型超聲驅動器具有直接輸出直線位移的優點，避免了中間的傳動機構，減少了傳動誤差，能夠保證定位精度。要想將直線型超聲驅動器應用于精密定位平臺領域，首先需要設計一套直線型超聲驅動器驅動性能測試系統，來測試直線型超聲驅動器的驅動性能。

目前，常見的直線型超聲驅動器驅動性能測試系統中都將直線型超聲驅動器作為運動部件，采用自行式的方式，這與將其應用于精密定位平臺領域不符，并且每一套驅動性能測試系統都只針對某一種驅動器，不具備兼容性。因此，設計一套具有兼容性的直線型超聲驅動器驅動性能測試系統具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術存在的問題，提供一種直線型超聲驅動器驅動性能測試系統。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種直線型超聲驅動器驅動性能測試系統，所述系統包括塔型直線超聲驅動器及夾持機構、高度可調直線導軌運動裝置、激勵信號產生模塊、高精度色散共焦位移計STIL?Initial?12以及PC機；

所述夾持機構，用于夾持固定塔型直線超聲驅動器；

所述高度可調直線導軌運動裝置，該裝置包括直線導軌，用于調節直線導軌在豎直方向上的高度，以便輸出最優性能；

所述激勵信號產生模塊，用于產生塔型直線超聲驅動器所需的特定要求的正弦交流信號；

所述高精度色散共焦位移計STIL?Initial?12，用于測量直線導軌輸出的直線位移信號；

所述PC機，用于對高精度色散共焦位移計STIL?Initial?12測得的直線位移信號進行數據分析與處理，獲得塔型直線超聲驅動器的驅動性能曲線。

進一步地，所述塔型直線超聲驅動器包括塔型金屬基體和壓電陶瓷片；所述塔型金屬基體包括以2×2陣列設置的四根方柱，四根方柱上側設置一個方錐形頂部，方柱之間存在間隙，且方柱之間由一層薄板連接同時在間隙處向外延伸，整個基體為一體切割件；四根方柱外圍的八個面上粘貼壓電陶瓷片，且同一方向即相平行的壓電陶瓷片具有相同的極化方向，用于激發塔型直線超聲驅動器的對稱彎振與反對稱彎振模態，總共激發兩個自由度的振動模態。

進一步地，所述夾持機構包括上基座和下基座，塔型直線超聲驅動器置于兩基座之間，且其驅動端露出上基座頂部。

進一步地，所述高度可調直線導軌運動裝置包括預壓力調節機構和高度調節機構；

所述高度調節機構包括上頂蓋，該上頂蓋通過螺栓與設置于地面上的地腳板連接，通過調節螺栓實現上頂蓋的高度調節；所述上頂蓋包括形成L型結構的主蓋板和側蓋板，其中主蓋板面與地面平行；