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壓電電機(jī)有哪些不同類型?
閱讀:198 發(fā)布時(shí)間:2025-9-26壓電電機(jī)有哪些不同類型?
壓電電機(jī)以各種設(shè)計(jì)提供運(yùn)動。雖然它們都利用相同的基本壓電原理,但有幾種不同的運(yùn)動機(jī)制可以帶來特定的應(yīng)用優(yōu)勢。這些設(shè)計(jì)可以創(chuàng)建壓電直線電機(jī)或壓電旋轉(zhuǎn)電機(jī)。不同的設(shè)計(jì)包括:
尺蠖電機(jī)
這些電機(jī)使用由多個(gè)壓電元件協(xié)同工作產(chǎn)生的“行走"運(yùn)動來抓取和移動軸或載物臺。之所以使用“尺蠖"這個(gè)名字,是因?yàn)殡姍C(jī)在移動時(shí)看起來像尺蠖。電機(jī)由三組壓電元件組成:兩組“鎖定"和一組“動力"。動機(jī)組膨脹和收縮,而鎖定組交替保持和釋放。這些設(shè)計(jì)非常適合納米定位,并且用途廣泛,因?yàn)樵跓o電源狀態(tài)下,它們可以鎖定或解鎖(通常鎖定或通常自由)。

步進(jìn)或步行驅(qū)動電機(jī)
不要與電磁步進(jìn)電機(jī)混淆,這些壓電版本的作方式與尺蠖電機(jī)類似,但使用雙晶執(zhí)行器(彎曲的雙元件)來驅(qū)動運(yùn)動。從下圖中,您可以看到彎曲運(yùn)動升高和降低執(zhí)行器臂。該運(yùn)動推動或拉動滑塊機(jī)構(gòu)。通常,與尺蠖設(shè)計(jì)相比,它們具有更少的移動部件,因此整體占地面積可能更緊湊。

滑粘(粘滑)電機(jī)
滑鐵電機(jī)利用壓電電機(jī)的緩慢伸展和快速收縮的循環(huán),依靠靜態(tài)和動態(tài)摩擦的差異來產(chǎn)生運(yùn)動。在緩慢伸展過程中,靜摩擦力與運(yùn)動部件嚙合并緩慢移動,然后電機(jī)迅速縮回,執(zhí)行器在軸承軌道上滑回收縮狀態(tài)。根據(jù)系統(tǒng)動力學(xué)的不同,電機(jī)的收縮會導(dǎo)致導(dǎo)軌向后運(yùn)動,但它總是小于緩慢移動以伸展時(shí)產(chǎn)生的運(yùn)動。 但可能會出現(xiàn)運(yùn)動損失、間隙甚至速度紋波。

其他壓電電機(jī)類型
直驅(qū)壓電電機(jī)
這些電機(jī)通過超聲波振動產(chǎn)生連續(xù)運(yùn)動,消除了機(jī)械齒輪或復(fù)雜的步進(jìn)機(jī)構(gòu)。超聲波壓電電機(jī)使用高頻振動(通常在超聲波范圍內(nèi))來產(chǎn)生運(yùn)動。這些電機(jī)依靠諧振來放大與轉(zhuǎn)子接觸的定子的振動。
設(shè)計(jì)變體:
行波振動:連續(xù)波圍繞定子傳播,移動轉(zhuǎn)子。
駐波振動:振動模式通過振蕩引起運(yùn)動。
混合換能器電機(jī):使用圓周極和軸向極壓電元件結(jié)合軸向和扭轉(zhuǎn)振動,以獲得更高的扭矩和精度。
波浪線電機(jī):振動壓電元件粘合到螺母上,螺母又旋轉(zhuǎn)絲杠。
單動步進(jìn)電機(jī)
更簡單的壓電旋轉(zhuǎn)電機(jī)設(shè)計(jì),其中單個(gè)壓電元件施加角度力以逐步旋轉(zhuǎn)軸。
好處:
高速低成本
非常適合精細(xì)分辨率不重要的場合
局限性:
比更復(fù)雜的設(shè)計(jì)更不精確
更大的最小步長
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