压电电机产生线性运动包括线性超声波压电电机,线性步进压电电机,压电惯性电机.尽管它们的结构和工作原理不同,但这三种设计都利用了逆压电效应——当施加电能时,压电材料会膨胀或收缩——在纵向杆中产生线性运动。
你是怎么让压电马达走路的?一步一步来。
线性步进压电电机是由几个(通常是四个)压电叠层驱动器排成一行的四个驱动器可以进行两种类型的运动——长度的扩张/收缩和侧弯——成对激活,类似于腿。
当电压施加到压电电机上时,一对压电元件(腿)向下延伸,并通过腿两端的摩擦元件抓住纵向杆(也称为转轮)。接下来,双腿向侧面弯曲,让跑步者向前,然后收缩,释放跑步者。当这种情况发生时,下一组腿向下伸展,抓住跑步者,向前推进,然后收回。
每“一步”或周期所产生的运动只有几微米,但线性步进压电电机每秒可进行数千步,因此它们可以在高速下产生长行程。(它们也可以以极慢的速度移动,在一微米每秒的范围内,这是精确分配和测量应用的要求。)开云体育store虽然压电作动器可以产生无限的直线运动,线性步进压电电机的行程受到流道长度的限制。行程长度通常可达150毫米,最大速度可达15毫米/秒。
线性步进压电电机可以产生高达10牛的推/拉力和保持力,腿可以预加载到流道上,即使在没有施加电压的情况下,也可以产生高刚度的自夹紧力。
由于压电器件不会产生磁通,而且线性步进压电电机的所有部件都可以由非磁性材料制成,因此它们非常适合强磁场环境。而且大多数设计都使用无机材料作为绝缘和电触点,所以它们的放气非常低,可以承受高温烘烤,使它们与超高真空环境.
线性步进压电电机可用于驱动交叉滚轮滑台,具有极低的摩擦和高刚度。由于驱动机构(压电驱动器)没有间隙,在使用微步进控制时,分辨率可以达到纳米级,在某些情况下,还可以达到亚纳米级(皮米级)。这使得用线性步进压电电机驱动的阶段是显微镜和扫描应用的理想选择。开云体育store
在这个视频来自PI (Physik Instrumente),当线性步进压电电机“行走”时,交叉滚轮滑块的马车向前推进,产生纳米分辨率的线性运动。
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