面向介观尺度制造的螺杆型压电作动器

提出一种可应用于介观尺度零件精密加工进给的螺杆型直线压电作动器,该作动器定子与转子通过精密螺旋副相啮合.首先,建立了该直线压电作动器定子的有限元计算模型;然后,运用ANSYS软件进行了模态分析和谐响应分析,讨论了结构参数对定子谐振频率及振幅的影响,得出了一般规律;最后,根据定子优化设计结果制作了实验样机和专用驱动电源.实验结果表明:该作动器具有较好的输出性能,在电压峰峰值为300 V、驱动频率为16kHz的情况下,其最大空载速度为24 mm/s,最大输出力为6 N,基本可以满足介观尺度对象车铣复合加工对于驱动力和进给速度的要求.

基于压电驱动的螺纹式直线电机

提出一种基于压电驱动的螺纹式直线电机。电机由弹性体振子、圆筒、精密螺母和螺杆等构成,结构简单紧凑。电机定子由两只兰杰文振子激励,在圆筒内表面形成周向行波,驱动与螺母啮合的精密螺杆转动,从而实现螺杆的轴向直线运动。通过分析螺纹电机的驱动机理,推导定子圆筒表面质点运动轨迹的椭圆方程,建立了定子的有限元模型,并对定子结构进行了模态分析。根据分析结果,设计制作了样机,并搭建了试验装置,对其输出性能进行了测试,验证了所提方案的可行性。