[发明专利]针对粘滑型直线压电驱动器的测试装置与方法

权利要求书

1.一种针对粘滑型直线压电驱动器的测试装置，其特征在于：包括底座（12）、预紧模块、柔性机构模块、输出模块、预紧力检测模块、位移检测模块，数据采集模块，所述预紧模块、柔性机构模块、输出模块皆安装在底座（12）上，所述预紧模块调整柔性机构模块与输出模块之间的驱动预紧力，柔性机构模块驱动输出模块，输出模块输出位移，预紧力检测模块实现对柔性机构模块与输出模块间的驱动预紧力和压电叠堆预紧力的测量，位移检测模块检测输出模块的位移。

2.根据权利要求1所述的针对粘滑型直线压电驱动器的测试装置，其特征在于：所述的预紧模块包括手动位移台（1）、辅助块（2），所述手动位移台（1）固定在底座（12）上，所述辅助块（2）通过螺钉与手动位移台（1）连接。

3.根据权利要求1所述的针对粘滑型直线压电驱动器的测试装置，其特征在于：所述的柔性机构模块包括承载导轨（6）、承载滑块（7）、连接板（11）、柔性机构（10）、驱动足（21）、压电叠堆（5）、预紧螺钉（4）、楔形块（9），所述承载导轨（6）安装在底座（12）上，所述承载滑块（7）安装在承载导轨（6）上，实现沿承载导轨（6）的直线运动；所述连接板（11）安装在承载滑块（7）上，连接并带动柔性机构（10）沿承载导轨（6）运动；所述柔性机构（10）固定在连接板（11）上，带动驱动足（21）产生慢速推动——快速回退的循环动作，在摩擦力与惯性的作用下驱动输出模块产生连续步进式运动；所述驱动足（21）安装在柔性机构（10）的安装槽内，并通过螺钉螺母锁紧；所述压电叠堆（5）安装于柔性机构（10）中，作为动力来源；所述预紧螺钉（4）装配于柔性机构（10）的螺纹孔中，在对压电叠堆（5）预紧过程中通过自身旋转推动楔形块（9）；所述楔形块（9）置于柔性机构（10）的安装槽内，在预紧过程中受到预紧螺钉（4）的推动并将推动位移缩小以增加位移分辨率后推动柔性机构（10）的直板型柔性铰链对压电叠堆（5）进行预紧。

4.根据权利要求1所述的针对粘滑型直线压电驱动器的测试装置，其特征在于：所述的输出模块包括输出导轨（13）、输出滑块（14）、反射板（15），所述输出导轨（13）安装在底座（12）上，所述输出滑块（14）安装在输出导轨（13）上，通过螺纹孔连接驱动目标；所述反射板（15）反射位移检测模块的激光测微仪（16）的激光以实现对输出滑块（14）位移的测量。

5.根据权利要求1所述的针对粘滑型直线压电驱动器的测试装置，其特征在于：所述的预紧力检测模块包括力传感器A（3）、力传感器B（8）、力信号调理单元（19），所述力传感器A（3）放置于底座（12）的安装槽中，测量从手动位移台（1）输出的驱动预紧力；所述力传感器B（8）放置于连接板（11）的安装槽中，测量压电叠堆（5）的预紧力；所述力信号调理单元（19）分别通过导线与力传感器A（3）和力传感器B（8）连接。

6.根据权利要求1所述的针对粘滑型直线压电驱动器的测试装置，其特征在于：所述的位移检测模块包括激光测微仪（16）、位移信号调理单元（17），所述激光测微仪（16）测量输出滑块（14）的位移，所述位移信号调理单元（17）通过导线与激光测微仪（16）连接。

7.根据权利要求1所述的针对粘滑型直线压电驱动器的测试装置，其特征在于：所述的数据采集模块包括数据采集卡（18）和工控机（20），所述数据采集卡（18）通过导线分别与位移信号调理单元（17）、力信号调理单元（19）连接并实时采集数据，进行模/数转换后传送给工控机（20）。

8.一种针对粘滑型直线压电驱动器的测试方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤（1）选取需要进行测试的驱动足（21），安装至柔性机构（10）的安装槽中，并通过螺钉螺母锁紧；

步骤（2）通过旋转预紧螺钉（4）调整压电叠堆（5）的预紧力至目标数值，由力传感器B（8）实时测量预紧力数值并传送至工控机（20）进行显示；

步骤（3）通过手动位移台（1）调整驱动摩擦力至目标数值，由力传感器A（3）实时测量驱动预紧力数值并传送至工控机（20）进行显示；

步骤（4）将激光测微仪（16）对准反射板（15）并调整至工作距离，实时测量输出滑块（14）的位移；

步骤（5）对压电叠堆（5）施加驱动信号，使测试装置工作并测得位移-时间曲线；

步骤（6）重复步骤（1）至步骤（5），并且通过控制单一变量变化获得粘滑型直线压电驱动器运动特性与驱动预紧力、压电叠堆预紧力、驱动足形状的关系。