功率放大器ATA-2042在压电动作器设计中机械输出实验中的应用

实验名称：功率放大器ATA-2042在压电动作器设计中机械输出实验中的应用

实验目的：提出了一种惯性式多自由度压电作动器,可以极大地缩小现有多自由度压电作动器的体积，提高作动器整体的结构紧凑性。

实验设备：信号发生器，ATA-2042功率放大器，激光位移传感器，激光测速仪，示波器等。

实验内容：该作动器利用梁的面内二阶弯振和面外二阶弯振作为工作模态,以锯齿波作为激励电信号,依靠转子的惯性力,克服滑动摩擦力驱动转子绕Z轴和a,β,γ轴旋转。分析了惯性式多自由度压电作动器的驱动机理,并利用ComsolMultiphysics5.3a对压电振子进行了分析,确定了压电振子的工作模态。

实验过程：

惯性式多自由度压电作动器工作在单模态,所以只需要单相激励即可驱动作动器运动。为了得到作动器的机械输出特性，利用信号发生器、ATA-2042功率放大器和激光位移传感器和激光测速仪搭建了测试平台。

作动器机械输出特性测试平台

实验结果：

实验结果表明,作动器绕Z轴和绕a,β,y轴旋转的最优工作频率分别为46.8kHz和80.1 kHz。

作动器的空载转速

在电压有效值为60 V的条件下,作动器绕Z轴旋转的最高转速可达162 r/min ,堵转扭矩可达1 mN●m;绕a ,β,γ轴旋转的最高转速分别可达305 r/min, 310 r/min和300 r/ min,堵转扭矩可达2 mN●m。作动器绕a,β,y轴旋转的角度范围可达+36°。惯性式多自由度压电作动器结构紧凑，极大地减小了现有多自由度压电作动器的体积,可应用于姿态调整类人机器人眼球和精密指向系统等领域。

实验中所用到的功率放大器ATA-2042参数指标：

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