壓電慣性驅動器

Q-Motion®:高分辨率、小巧、成本效益好的定位器

  • 可選配的分辨率為1nm(10nrad)的集成式編碼器
  • 寬21mm的線性定位平台,直徑為14mm的旋轉平台,六軸并聯運動
  • 無磁性和真空兼容工作原理
  • 靜止狀态下自鎖,無熱量産生

工作原理

壓電陶瓷慣性驅動器為空間節約型且價格不貴的基于壓電陶瓷的驅動器,其保持力相對較大,行程幾乎是無限的。該類驅動器利用粘-滑效應(慣性效應)–壓電陶瓷元件造成的轉子和驅動元件之間靜摩擦和滑動摩擦的周期性交替–實現轉子的連續進給。大于20kHz的工作頻率可使轉子在速度大于5mm/s時被直接驅動。

慣性驅動器原理是基于由驅動器電控産生的修正鋸齒波電壓控制的單個壓電促動器。促動器緩慢膨脹,移動轉子。由于其慣性,轉子無法跟上促動器的快速收縮,停留在其位置上。

切向驅動器

轉子一側安裝的驅動元件可實現直線或旋轉運動以及非常小的平台設計。與合适的增量編碼器結合後,可形成寬僅為20mm多一點、高僅為10mm的線性或旋轉平台。對于不帶傳感器的開環操作,尺寸還能更小一些。

PIShift連杆驅動器

與切向驅動器相比,連杆驅動器可使壓電陶瓷促動器和轉子之間的耦合面更大,從而産生相對更大的達10N的保持力。轉子被引導穿過促動器的内孔,使驅動器的設計仍然保持緊湊。連杆驅動器已用于一些産品中,如位置控制的寬45mm的Q-545線性平台或N-412OEM線性促動器。

piezomike線性驅動

不同于直接驅動,PiezoMike促動器的膨脹導緻爪形部件的旋轉運動。由于爪形部件夾在細牙螺紋螺杆上,産生的運動将帶動螺杆旋轉。螺紋的減少使得進給力為>22N時能産生高達>100N的保持力。


特點

納米級分辨率

在緩慢控制階段(黏滞階段),轉子被移動,驅動器如同一個傳統的壓電陶瓷促動器。通過改變施加的電壓,促動器可占據任意位置,從而實現較高的運動分辨率,這也是壓電陶瓷的典型特點。 與測量位置的增量編碼器結合後,驅動器可實現較高的定位精度和較長行程範圍内較高的運動重複性。

靜音和節能

在20kHz的最大工作頻率下,驅動器工作時靜音。不工作時,驅動器自鎖,無需電流,不産生熱量,能用最大的力保持住位置,因而非常适用于具有低負載周期值的電池供電的移動應用。對于不同類型的驅動器,壓電電壓也有所不同:對于切向促動器,壓電電壓低于48V,而對于連杆驅動器,壓電電壓高達100V。

成本效益好

壓電陶瓷慣性驅動器是基于成本效益好的單個促動器解決方案,控制簡單,還可實現與現有電路的集成。

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下載

白皮書

Q-Motion®系統的可靠性

使用壽命、真空應用、磨損
版本/日期
WP4009
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文件語言
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海報:PI壓電電機技術

最佳解決方案選取指南
版本/日期
POS14E
文件語言 English
pdf - 1 MB
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