新型压电精密步进旋转驱动器研究  

Study on precision PZT rotary step actuator with inner anchor/loosen

作　　者：刘建芳[1] 杨树臣[2] 杨志刚[1] 程光明[1] 

机构地区：[1]吉林大学机械工程学院,吉林长春130025 [2]吉林工程技术师范学院,吉林长春130052

出　　处：《光学精密工程》2006年第4期594-601,共8页Optics and Precision Engineering

基　　金：国家"863"高科技资助项目(No.2002AA423150)

摘　　要：提出了一种新型的压电精密步进旋转驱动器。该驱动器根据仿生运动原理,以压电陶瓷叠堆为动力源,采用定子内侧箝位的方式和薄壁柔性铰链微变形结构,提高了箝位的稳定性和步进旋转的稳定性。通过静力学有限元分析和动力学分析,较深入地研究了该驱动器的运动特性。研究结果表明,该驱动器具有高频率(40 Hz),较高速度(325μrad/s),大行程(>360°),高分辨率(1μrad/step),较大驱动力(30 N.cm)等特点,提高了压电精密步进旋转驱动器的驱动性能,在精密运动、微操作、光学工程、精密定位等精密工程领域有广阔的应用前景。A new precision rotary PZT actuator was proposed to improve its drive capabilities. Based on the piezoelectric （PZT） technology and the bionical principle,the PZT actuator uses a stator inner anchor/loosen and a distortion structure of thin shelf flexible hinge to improve the stability of anchor/ loosen and step rotary. With a characteristic analysis from the finite element method,the results show that the new rotary PZT actuator works with high frequency （40 Hz）, high speed （325μrad/s）, large travel （360°） , high resolution（1μrad/step） and high torque （30 N· cm） and it will be suitable for application to large travel and high resolution driving device, optical engineering, precision positioning and some micro-manipulation field.

关 键 词：步进旋转驱动器 压电陶瓷叠堆 定子内侧箝位 薄壁柔性铰链 有限元分析 分辨率 

分 类 号：TN384[电子电信—物理电子学] TH703.6[机械工程—仪器科学与技术]