功率放大器ATA-2042在壓電動作器設計中機械輸出實驗中的應用

實驗名稱：功率放大器ATA-2042在壓電動作器設計中機械輸出實驗中的應用

實驗目的：提出了一種慣性式多自由度壓電作動器,可以極大地縮小現有多自由度壓電作動器的體積，提高作動器整體的結構緊湊性。

實驗設備：信號發(fā)生器，ATA-2042功率放大器，激光位移傳感器，激光測速儀，示波器等。

實驗內容：該作動器利用梁的面內二階彎振和面外二階彎振作為工作模態(tài),以鋸齒波作為激勵電信號,依靠轉子的慣性力,克服滑動摩擦力驅動轉子繞Z軸和a,β,γ軸旋轉。分析了慣性式多自由度壓電作動器的驅動機理,并利用ComsolMultiphysics5.3a對壓電振子進行了分析,確定了壓電振子的工作模態(tài)。

實驗過程：

慣性式多自由度壓電作動器工作在單模態(tài),所以只需要單相激勵即可驅動作動器運動。為了得到作動器的機械輸出特性，利用信號發(fā)生器、ATA-2042功率放大器和激光位移傳感器和激光測速儀搭建了測試平臺。

作動器機械輸出特性測試平臺

實驗結果：

實驗結果表明,作動器繞Z軸和繞a,β,y軸旋轉的最優(yōu)工作頻率分別為46.8kHz和80.1 kHz。

作動器的空載轉速

在電壓有效值為60 V的條件下,作動器繞Z軸旋轉的最高轉速可達162 r/min ,堵轉扭矩可達1 mN●m;繞a ,β,γ軸旋轉的最高轉速分別可達305 r/min, 310 r/min和300 r/ min,堵轉扭矩可達2 mN●m。作動器繞a,β,y軸旋轉的角度范圍可達+36°。慣性式多自由度壓電作動器結構緊湊，極大地減小了現有多自由度壓電作動器的體積,可應用于姿態(tài)調整類人機器人眼球和精密指向系統(tǒng)等領域。

實驗中所用到的功率放大器ATA-2042參數指標：

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