寄生运动原理压电驱动器动态接触过程测试装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种寄生运动原理压电驱动器动态接触过程测试装置与方法，属于精密机械领域。测试装置包括基座、驱动单元、动态接触检测单元、位移输出性能检测单元、数据采集显示单元，其中，驱动单元通过y轴微调整机构及导轨垫块与基座的下板相连接，动态接触检测单元的应变片组贴附在驱动单元的铰链结构推杆的凹槽内，位移输出性能检测单元通过z轴微调整机构与基座的侧板连接，数据采集显示单元分别与动态接触检测单元和位移输出检测单元相连接。优点在于：可实现对寄生运动原理压电驱动器动态接触过程与位移输出性能的同步测试，进而解析驱动器的运动过程和机理，为高性能压电驱动器的结构设计与性能改善提供依据，在精密定位、精密加工、精密夹持、显微操作等领域具有潜在应用前景。

Test device and method for dynamic contact process of piezoelectric actuator with the principle of parasitic motion

The invention relates to a testing device and method for the dynamic contact process of a piezoelectric actuator, which belongs to the field of precision machinery. The test device comprises a base, a driving unit, detection unit, dynamic contact displacement output performance detection unit, data acquisition and display unit, which is connected by plate driving unit through Y axis micro adjustment mechanism and a guide pad and the base, the strain gauge group dynamic contact detection unit attached to the push rod groove hinge structure of driving unit in the side displacement output performance detection unit through the Z axis micro adjustment mechanism and the base connection, data acquisition and display unit are connected with the dynamic contact detection unit and the detection unit is connected with the output displacement. Advantages: can realize synchronous test of parasitic motion principle of piezoelectric actuator dynamic contact displacement process and output performance, and then drive the movement process and mechanism, provide the basis for improving the design and performance of piezoelectric actuator for high performance, precision positioning, precision machining, precision clamping and micromanipulation with potential the prospect of the field.

【技术实现步骤摘要】
寄生运动原理压电驱动器动态接触过程测试装置与方法
本专利技术涉及精密机械领域，特别涉及一种寄生运动原理压电驱动器动态接触过程测试装置与方法，可用于测试在精密定位、精密加工、精密夹持、显微操作等领域有广泛应用的压电驱动器动态接触过程，获取压电驱动器动态接触过程与其输出特性之间的关系，为压电驱动器的结构设计与性能改善提供新的技术手段。
技术介绍
精密机械与高精尖装备的发展对驱动定位元件提出了定位精度高、频响快、能耗低、重量轻、体积小等越来越苛刻的要求，而传统的驱动结构与装置已逐渐不能满足精密驱动定位的需要，因此各国科研工作者正积极探索新型精密驱动技术，并研制相应的精密驱动器。基于逆压电效应和柔性铰链技术发展起来的压电驱动器，在体积尺寸、定位精度、响应频率、能耗等性能方面均具有显著优势，已广泛应用在超精密加工、装配、精密测量技术、精密光学、生物医学工程等领域之中。由于压电元件直接输出的位移行程非常有限，为了实现大行程输出，研究人员提出了不同的驱动原理，典型的如粘滑驱动、尺蠖仿生驱动、惯性驱动、寄生运动驱动等原理。基于这些原理设计的压电驱动器虽然实现了大行程，但是其输出曲线往往存在非线性、回本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种寄生运动原理压电驱动器动态接触过程测试装置，其特征在于：包括基座、驱动单元、动态接触检测单元、位移输出性能检测单元、数据采集显示单元，所述驱动单元通过y轴微调整机构（1）及导轨垫块（10）与基座（2）的下板相连接，动态接触检测单元的应变片组（9）贴附在驱动单元的铰链结构推杆（11）的凹槽内，位移输出性能检测单元通过z轴微调整机构（3）与基座（2）的侧板连接，数据采集显示单元分别与动态接触检测单元和位移输出检测单元相连接。

【技术特征摘要】
1.一种寄生运动原理压电驱动器动态接触过程测试装置，其特征在于：包括基座、驱动单元、动态接触检测单元、位移输出性能检测单元、数据采集显示单元，所述驱动单元通过y轴微调整机构（1）及导轨垫块（10）与基座（2）的下板相连接，动态接触检测单元的应变片组（9）贴附在驱动单元的铰链结构推杆（11）的凹槽内，位移输出性能检测单元通过z轴微调整机构（3）与基座（2）的侧板连接，数据采集显示单元分别与动态接触检测单元和位移输出检测单元相连接。2.根据权利要求1所述的寄生运动原理压电驱动器动态接触过程测试装置，其特征在于：所述的驱动单元包括y轴微调整机构（1）、铰链结构推杆（11）、压电叠堆（12）、导轨垫块（10）、导轨（8）、滑块（7），其中y轴微调整机构（1）、导轨垫块（10）通过螺钉与基座（2）连接，铰链结构推杆（11）通过两个螺钉与y轴微调整机构（1）的上端面相连接，压电叠堆（12）通过楔块预紧安装在铰链结构推杆（11）的凹槽内，导轨（8）通过沉头螺钉固定在导轨垫块（10）上，滑块（7）在导轨上沿x轴方向滑动。3.根据权利要求1所述的寄生运动原理压电驱动器动态接触过程测试装置，其特征在于：所述的动态接触检测单元包括应变片组（9）和应变片信号调理模块（13），所述应变片组（9）粘贴在铰链结构推杆（11）的前端凹槽薄弱环节处，铰链结构推杆（11）的前端凹槽薄弱环节作为应变敏感区域，检测铰链结构推杆（11）与滑块（7）动态接触过程中接触载荷的变化，应变片信号调理模块（13）与应变片组（9）通过导线相连并将其输出的微弱信号进行转化和放大，以适合数据采集卡（15）采集。4.根据权利要求1所述的寄生运动原理压电驱动器动态接触过程测试装置，其特征在于：所述的位移输出性能检测单元包括z轴微调整机构（3）、L型连接件（4）、激光位移传感器（5）、位移测量板（6）、位移信号调理模块（14），所述z轴微调整机构（3）通过螺钉与基座（2）的侧板相连接，L型连接件（4）通过螺钉与z轴微调整机构（3）连接，激光位移传感器（5）通过螺栓固定在L型连接件上（4），位移测量板（6）通过螺钉连接在滑块（7）上端，可随滑块进行移动，位移信号调理模块（14）与激光位移传感器（5）通过导线相连并将其输出的信号进行转化和...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨智鑫，黄虎，周晓勤，赵宏伟，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22