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      【芯明天纳米级微运动】之【机构放大促动器】
      压电机构放大促动器的命名由它的驱动动力源、结构原理及功能相结合而来的。“压电”指的是它的驱动源,即利用PZT压电陶瓷来作为驱动源产生运动;“机构放大”则是通过柔性铰链导向机构实现PZT压电陶瓷位移的放大;“促动器”则是它的功能,它的移动端可以产生促动的作用,即用来带载物体进行微位移调节。
      压电机构放大促动器配备有机械固定安装接口,可与外部负载或安装面间直接通过螺纹进行连接。它也可以驱动外部机械结构,再由机械结构完成运动调节。

      机构放大促动器与直驱压电促动器比较

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      与直驱压电促动器相比,机构放大促动器的最大特点是在相同驱动源下,机构放大促动器可实现更大的位移输出。而机构放大促动器的重复精度和分辨率与直驱式压电促动器一样优良,可达到纳米级。

      机构放大促动器也可承受一定拉力,也可应用在低动态应用中。但同样条件下,机构放大促动器的出力要比直驱式压电促动器的小一些,这是因为通过放大机构将位移放大后,相应的损失了一定的出力。
      ......

       

      机构放大促动器的种类

      机构放大促动器可根据运动方向分为两个系列:A型(收缩型)和R型(膨胀型)。通常情况下,A型机构放大促动器在上电时位移开始收缩,而R型则在上电时位移开始伸长。若下端固定情况下作为Z向使用时,A型机构放大促动器则在上电时产生下降位移,而R型则产生上升位移。

       

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      根据是否配置传感器,机构放大促动器又分为开环(无定位反馈传感器)和闭环(集成定位反馈传感器)版本??废?,PZT压电促动器的分辨率是无限高的,只受控制设备的噪声的限制,但是由于压电陶瓷的迟滞和蠕变特性,使其位移重复精度和位移稳定精度较低。但闭环版本压电促动器,可消除迟滞和蠕变。同时,闭环版本可通过芯明天压电控制器形成闭环控制,可实时读取、跟踪位移值,并可进行实时调节。

      机构放大式压电促动器简介

      机构放大式压电促动器是通过机械放大结构,将预载的低压压电陶瓷叠堆产生的位移,进行放大输出的促动器?;捣糯蠼峁刮衷残位悼翘?,它的材料一般为钢,它对压电叠堆陶瓷除了提供优化预紧力外,也对叠堆陶瓷起到?;ぷ饔?,使其免于承受拉力,过大的拉力对压电叠堆陶瓷会产生不可逆甚至致命的损坏。椭圆机械放大结构也为用户提供了易于集成的机械接口。

       

      机构放大促动器基本结构

      机构放大式压电促动器的基本结构如下图所示,它的内部集成PZT压电陶瓷,外部为金属柔性铰链,上下端为移动端,并带有螺纹孔,可用于本身的安装和负载的安装。

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      机构放大促动器运动原理

      压电叠堆陶瓷沿着主轴即长轴方向产生形变位移,而椭圆形机械结构沿着短轴方向将位移进行放大输出,即机构放大压电促动器利用机构放大原理,将压电陶瓷横向伸长位移放大到轴向位移输出。椭圆形壳体分为内椭圆结构(R型)与外椭圆结构(A型),产生的位移方向分别为X向膨胀、X向收缩。

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      部分机构放大促动器展示

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      小体积机构放大促动器

      80N出力

      66μm行程

      2700Hz空载谐频

       

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      定制A型机构放大促动器
      100μm行程
      150N出力
      2000Hz空载谐频

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      R型小体积机构放大促动器

      41μm位移

      125N出力

      4100Hz空载谐频

       

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      大出力A型机构放大促动器

      540N出力

      95μm行程

      350Hz空载谐频

       

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      大位移机构放大促动器

      25N出力

      400μm行程

      370Hz空载谐频

       

       

      机构放大促动器标品基本参数

      A型机构放大促动器(外椭圆结构)

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      R型机构放大促动器(内椭圆结构)

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      产品应用

      机构放大促动器因其非常小的体积、较大的位移以及毫秒级快速响应,经常被用作光开关、光学对准等应用。此外,机构放大促动器的应用范围非常的广泛,在下方举例的应用中都会用到压电机构放大促动器。
      · 视光学
      探针扫描、光学透镜的定位、光开关、快门/快门防抖、微扫描、晶片测试、天文学、聚焦定位、激光腔调谐、光纤的耦合和形变、FBG(光纤布拉格光栅)的形变、斩波器、干涉仪、PDP晶体切割、调制器等。
      · 机械学
      光纤拉伸、工具定位、取放工具、金刚石车削、椭圆活塞加工、阻尼、动态控制、新一代超声波或声波振动、NDT、器件疲劳度监测等。
      · 流体学
      比例阀、泵、测流技术、喷墨技术、注射器、液滴发生器等。

       

      应用案例

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      安装操作说明

      1)安全指南
      机构放大式压电促动器采用先进的技术和安全标准设计而成,为了您的自身安全及产品的正确使用,使用时请注意以下几点。
      温度改变和压力都会给压电促动器充电,与控制器断开连接的一段时间压电促动器也会保持带电状态,所以操作者在使用时要注意:
      · 不要擅自拆卸机构放大式压电促动器;
      · 在安装以前给机构放大式压电促动器进行放电,这个可以通过和控制器连接实现;
      · 在操作过程中不要拔出控制器;
      · 使用前首先检查本产品的连接线是否完好,产品及控制器是否进行了有效的接地?;?,操作过程中应严格规范操作,上电后不要用手触碰产品(最高可达150V以上电压),以防发生危险。

      为了防止不当操作对产品造成损坏,使用时应注意以下几点:
      · 机构放大式压电促动器尽量在无尘、无油、无润滑剂的环境中使用;
      · 建议负载不要超过本产品的承载能力,装载时注意扭力不要过大,不要撬或扭转负载面铰链,以免损伤结构;
      · 当出现异常情况应该立即关闭相关部分;
      · 机构放大式压电促动器长期使用建议使用电压为0~120V;
      · 请勿对产品进行拆解,以免造成产品损坏;
      · 避免拉伸和弯曲电缆接口,防止对电缆造成损坏;
      · 使用我公司提供的专用电缆连接压电促动器和控制器;
      · 不能随便使用电缆延长线,如需要更长电缆请联系我司销售人员。

      2)安装与注意事项
      安装前首先要进行安全检查,如连接线有无破损、断线,驱动电源有无接地?;さ?。
      机构放大式压电促动器安装步骤如下:
      1)固定安装前先清洁安装平面;
      2)连接负载,要求负载不要超过促动器所能承受的最大负载;
      3)将机构放大式压电促动器安装在测量平台上或通过光学平台转接座固定安装在测量平面上,请根据结构尺寸图选择合适螺栓进行固定安装;
      4)将产品连接线与控制器连接起来。

      为了防止机构放大式压电促动器在使用过程中损坏,需要注意以下几点:
      · 不要使用超过参数表规定的电压范围来驱动压电驱动器。
      · 不要跌落压电陶瓷、避免任何形式的机械撞击。
      · 有预紧力的压电促动器可以承受一定拉力(并不是压电促动器收缩产生),但是不能承受剪切力、扭矩和弯矩。这些情况可能会对促动器内部的压电陶瓷产生损坏。
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