基于ANSYS的面内压电微驱动器有限元分析

设计了一种新型水平面内微驱动器,其具有结构简单,响应速度快,输出位移大的特点。通过ANSYS软件建立了微驱动器的有限元模型,并对其进行压电分析,获得y、z向的变形图,其输出端的y、z向位移分别为0.61μm和1.13μm。经过模态分析获得微驱动器的前五阶共振频率,并提取了前三阶振型图,研究结果可知共振状态对微驱动器工作的影响状况。对微驱动器的关键尺寸进行了参数化研究,可对微驱动器的进一步设计提供理论指导。

基于块材压电陶瓷的悬臂梁式压电微驱动器

为了获得高性能、较低成本的压电微驱动器,设计了悬臂梁式压电微驱动器。利用压电性能优良的块材压电陶瓷（PZT）材料和硅（Si）基板通过共晶键合工艺接合,结合硅片切割、PZT减薄和激光烧蚀及硅的湿法刻蚀工艺完成了微驱动器的制备。对设计的悬臂梁式压电微驱动器的前端位移输出和共振频率进行了理论分析和仿真。工艺上以0.9μm厚的金（Au）层为中间层键合块材PZT和预制好沟槽的硅基板,利用物理研磨减薄的方法将块材PZT的厚度降至30μm左右,Si基板背面用湿法刻蚀的方法形成凹槽,随后利用准分子激光器对PZT层进行烧蚀加工至预制沟槽。制备的悬臂梁式微压电驱动器的大小为1 450μm×300μm×69.8μm。搭建测试系统测量确定了10 Hz交变频率、0-20 V电压下的尖端输出位移-电压曲线,并在电压峰峰值为0.2 V的条件下测得压电微驱动器的共振频率为18.43 kHz。悬臂梁式压电微驱动器所用的PZT材料压电性能高、均匀性好,器件尺寸小、位移输出大、频率响应快。该方法可用于批量制造微驱动器,以进一步降低成本。

压电陶瓷微位移驱动器在FY—3卫星G型辐射制冷器上的应用

压电陶瓷微位移驱动器是利用逆压电效应来实现电控位移并产生驱动力的一种新型微位移器件。FY—3气象卫星有效载荷中分辨率光谱成像仪(MERSI)采用大冷量G型辐射制冷器冷却碲镉汞(HgCdTe)红外探测器,即长波红外和短波红外线列探测器,分别安装在辐射制冷器二级和一级上。在对G型辐射制冷器的后光路校核过程中,根据传递函数(MTF)值确定其相对于红外探测器组件的最终位置。压电陶瓷微位移驱动器作为真空和低温下红外透镜组件的驱动工具。

PZT系多层片式压电陶瓷微驱动器位移性能研究

PZT系多层片式压电陶瓷微驱动器的制作主要采用了陶瓷胚胎流延成型和一定的金属内极电共烧的技术,具有体积小、工作电压低,且位移量大等方面的特点。本文通过对PZT概念以及试验的方法整理研究,对PZT系多层片式压电陶瓷微驱动器位移性能的实验进行了科学的研究。

压电陶瓷驱动器动态特性的实验研究

动态响应的迟滞非线性是影响压电陶瓷驱动器高精度控制性能的一个重要因素,必须在控制中加以动态校正补偿。但由于驱动器的材料、结构和工作条件各异,所以关于动态非线性的定量描述难以建立一个统一的数学模型。针对这个问题,将PID参数的模糊自调整算法应用于微位移工作台,建立了一个动态特性的闭环校正控制系统,真正实现了工作台的快速响应。

带弹性足的压电管道微机器人致动机理和运动特性的研究

建立了带弹性足的压电管道微机器人的数学模型，并用此数学模型计算了该微机器人的谐振频率，所得结果与试验结果一致，这表明所建立的数学模型是正确的。此外，还研究了压电微机器人的结构参数对机器人性能的影响。

激光干涉法测量微小振动

文章介绍用激光干涉法测量新型压电微驱动器动态位移响应的实验原理及方法。实验结果表明 ,这类PZN PZT微驱动器不仅具有高的电压 位移灵敏度 ,而且其频响可高达 1kHz。

国内压电陶瓷声马达的研究现状

综述了国内部分压电陶瓷声马达的研究发展情况,指出其产品开发所面临的困难,并提出今后需要进一步解决的一些关键问题。

国内外新原理新结构微特电机综述

本文介绍了弹性波电动机、压电陶瓷微位移驱动器、超声波电动机、超微型电动机、片式无刷电动机、形状记忆合金执行器等几种微特电机的基本原理、结构、特点以及国内外研制开发和应用的概况。

Micro-displacement amplifying mechanism driven by piezoelectric actuator

Piezoelectric actuator has high stiffness, high frequency and infinite control precision, but a short output displacement which is often 1/1 000 of its length. In order to meet the requirements that tools feeding should be long-travel, high-frequency and high-precision in non-circular precision turning, a new one-freedom flexure hinge structure is put forward to amplify the output displacement of piezoelectric actuator. Theoretical analysis is done on the static and dynamic characteristics of the structure, differential equations are presented, and it is also verified by the finite element method. It's proved by experiments that the output displacement of the structure is 293 μm and its resonant frequency is 312 Hz.