第34卷 第4期

2004年10月吉林大学学报(工学版)JournalofJilinUniversity(EngineeringandTechnologyEdition) Vol.34 No.4 Oct.2004文章编号:1671-5497(2004)04-0587-05

新型二维压电移动机构

华顺明,曾 平,王忠伟,程光明,杨志刚

(吉林大学机械科学与工程学院,吉林长春 130022)

摘 要:采用双压电晶片振子为移动机构的驱动源,提出可以实现二维平面移动的新型压电驱

动机构。分析了压电驱动机构的工作特点,探讨了实现驱动运动的工作机理。指出该机构是

通过控制机构驱动 足 产生的驱动力和接触面之间的摩擦力之差实现机构的定向运动的。设

计研制了新型二维压电移动机构的载物工作台实验装置,并进行了实验研究。实验证明该装

置可以实现沿规定方向的运动,并可以通过电路设计进行控制,且具有一定的承载能力。

关键词:自动控制技术;双压电片;二维移动;载物工作台;移动机构

中图分类号:TP242 文献标识码:A

Newplanarlocomotivedeviceusingbimorph

HUAShunming,ZENGPing,WANGZhongwei,CHENGGuangming,YANGZhigang

(CollegeofMechanicalScienceandEngineering,JilinUniversity,Changchun130022,China)

Abstract:AnewtypeofthePZTdrivingdevicetorealizetheplanarmovementbyusingthebimorphoscillatorasthedriverwaspresented.Theperformancecharacteristicofthedrivingdevicewasintroducedanditsworkingmechanismwasdiscussed.Itwasrevealedthatthedevicerealizedthedirectionalmovementbycontrollingthedifferencebetweenthedrivingforceofdevicelegandthefrictionforceofinterfaces.AnexperimentaldeviceofPZTlocomotivecarryingplatformwasdevelopedandthetestswereperformed.Resultsprovedthatthedeviceisreallyabletomovedirectionallywithallowableloadundercontrolofappropriatelydesignedelectriccircuit.

Keywords:automaticcontroltechnology;bimorph;planarmovement;platform;locomotivedevice0 引 言

压电材料属于陶瓷类材料,硬度高、脆性大,单纯压电材料元件变形量较小[1]。当将压电元件作为驱动部件应用时,需要采用适当的方式放大变形量。常用的具有较大变形量的压电元件有压电叠堆元件和压电双晶片元件两类。压电叠堆元件是利用多片压电晶片叠加,形成的变形量为多片叠加之和,产生的力较大。但加工制作比较复杂,价格也比较高;压电双晶片元件是将压电晶片的长度伸缩变形量转

收稿日期:2004 05 12.

基金项目: 863 国家高技术研究发展计划资助项目(2002AA423150).

作者简介:华顺明(1972-),男,讲师,博士研究生.E mail:hua797@hotmail.com(),,教授,.E edu.