[发明专利]改善粘滑式压电驱动器大行程非线性的装置与方法

权利要求书

1.一种改善粘滑式压电驱动器大行程非线性的装置，其特征在于：包括固定基座（1），移动平台，驱动单元，预紧力加载机构（9）和应变检测单元五部分；其中应变检测单元由四片应变片（6）组成，四片应变片（6）对称布置于驱动足（5）末端两侧构成全桥电路；应变片（6）会随驱动足（5）一起变形，由于两侧应变片（6）产生的形变不同，导致应变片电阻变化不同，进而在桥式电路两端形成电压差；经过电压放大及数据换算，用数据采集卡可以测得驱动足（5）与L形板（4）间的实时接触力；所述的四片应变片（6）构成全桥电路可以减小泻流产生的振荡干扰；为了提高接触力测量精度，所述的驱动单元在力标定过程中保证所用接触力范围尽量达到满量程。

2.一种改善粘滑式压电驱动器大行程非线性的方法，其特征在于：包括以下步骤：

a)利用已标定的力传感器对驱动装置进行力的标定；

b)将驱动单元与预紧力加载机构（11）固连，调节预紧力加载机构（11）可使驱动足（5）与L形板（4）弹性接触；

c)在Labview控制程序中设定最大接触力F和每次循环增加的电压值ΔU；

d)程序上电，数据采集卡采集的接触力f₁先与设定的最大接触力F对比，当f₁＜F时，压电叠堆（8）的输入电压增加ΔU，压电叠堆（8）随之伸长驱动柔性铰链（9）变形，驱动足（5）与L形板（4）间的接触力增大为f₂；当f₂＜F时，重复上述循环，直到f_n≥F，f_n为第n次采集到的接触力值，压电叠堆（8）的输入电压快速降为0 V；至此形成一个完整驱动周期，周期驱动波形整体为锯齿形波形；

e)重复进行步骤c)可实现驱动装置在周期性加载过程中驱动足（5）与L形板（4）间的最大接触力不变，通过控制驱动足（5）与L形板（4）间的最大接触力不变，维持驱动装置运动状态稳定，有利于改善驱动装置大行程线性度。