[发明专利]一种直线型超声驱动器驱动性能测试系统

说明书

本发明公开了一种直线型超声驱动器驱动性能测试系统。该系统中信号发生器产生塔型直线超声驱动器所需的特定频率的正弦交流信号，经功率放大器放大后，使塔型直线超声驱动器驱动端形成椭圆运动，并通过驱动端与导轨侧下方平面之间的摩擦力，驱动导轨直线运动；摩擦力所需的正压力来自于直线导轨运动装置中预压力机构，调整长螺栓的位置，在弹簧的作用下，导轨侧下面与塔型直线超声驱动器驱动足紧密接触；通过高精度色散共焦位移计获得直线导轨位移信号，传入PC机，经微分得到塔型超声驱动器的驱动速度。本发明的基于塔型直线超声驱动器的驱动性能测试系统可进行竖直方向的高度调节，兼容性强，对于不同尺寸的驱动器，都可对其进行驱动性能测试。

技术领域

本发明属于智能结构性能测试领域，特别是一种直线型超声驱动器驱动性能测试系统。

背景技术

精密定位平台的定位精度一般在微米、亚微米及纳米级别，广泛应用于精密加工、生物医学工程、微机电系统、航空航天等多个领域，对于驱动器的定位精度要求高。直线型超声驱动器具有直接输出直线位移的优点，避免了中间的传动机构，减少了传动误差，能够保证定位精度。要想将直线型超声驱动器应用于精密定位平台领域，首先需要设计一套直线型超声驱动器驱动性能测试系统，来测试直线型超声驱动器的驱动性能。

目前，常见的直线型超声驱动器驱动性能测试系统中都将直线型超声驱动器作为运动部件，采用自行式的方式，这与将其应用于精密定位平台领域不符，并且每一套驱动性能测试系统都只针对某一种驱动器，不具备兼容性。因此，设计一套具有兼容性的直线型超声驱动器驱动性能测试系统具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术存在的问题，提供一种直线型超声驱动器驱动性能测试系统。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种直线型超声驱动器驱动性能测试系统，所述系统包括塔型直线超声驱动器及夹持机构、高度可调直线导轨运动装置、激励信号产生模块、高精度色散共焦位移计STIL Initial 12以及PC机；

所述夹持机构，用于夹持固定塔型直线超声驱动器；

所述高度可调直线导轨运动装置，该装置包括直线导轨，用于调节直线导轨在竖直方向上的高度，以便输出最优性能；

所述激励信号产生模块，用于产生塔型直线超声驱动器所需的特定要求的正弦交流信号；

所述高精度色散共焦位移计STIL Initial 12，用于测量直线导轨输出的直线位移信号；

所述PC机，用于对高精度色散共焦位移计STIL Initial 12测得的直线位移信号进行数据分析与处理，获得塔型直线超声驱动器的驱动性能曲线。

进一步地，所述塔型直线超声驱动器包括塔型金属基体和压电陶瓷片；所述塔型金属基体包括以2×2阵列设置的四根方柱，四根方柱上侧设置一个方锥形顶部，方柱之间存在间隙，且方柱之间由一层薄板连接同时在间隙处向外延伸，整个基体为一体切割件；四根方柱外围的八个面上粘贴压电陶瓷片，且同一方向即相平行的压电陶瓷片具有相同的极化方向，用于激发塔型直线超声驱动器的对称弯振与反对称弯振模态，总共激发两个自由度的振动模态。

进一步地，所述夹持机构包括上基座和下基座，塔型直线超声驱动器置于两基座之间，且其驱动端露出上基座顶部。

进一步地，所述高度可调直线导轨运动装置包括预压力调节机构和高度调节机构；

所述高度调节机构包括上顶盖，该上顶盖通过螺栓与设置于地面上的地脚板连接，通过调节螺栓实现上顶盖的高度调节；所述上顶盖包括形成L型结构的主盖板和侧盖板，其中主盖板面与地面平行；