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作者：魏旌源;钟相强;邹令令;
单位：安徽工程大学机械与汽车工程学院;
摘要：压电微动机构可以实现微小尺寸下的精密控制和作动，在微动控制方面具有高精度、高分辨率、快速响应等特点，相比传统机械结构体积更小，能满足设备微型化发展趋势，但其作动行程通常较小，难以满足某些大行程作动的应用场景。为了解决压电微动机构行程过小的问题，设计了一种双向作动大行程二维压电作动器。基于杠杆和三角放大原理，建立压电微动机构理论分析模型，实现机构大行程与双向作动功能。基于控制变量法优化重要结构参数，使其满足大行程设计要求，利用Ansys软件对二维压电作动器进行仿真验证。通过制作实验样机，搭建实验平台完成输出位移与耦合位移实验，实验结果表明：在120 V电压下，二维压电微动机构X方向的输出位移为107.68μm,平均耦合位移误差为2.1%。Y方向的输出位移为108.26μm,平均耦合位移误差为2.0%。两者实际放大倍数分别为10.768和10.826,与理论计算的11.34接近，相对误差均在5%之内，具有较大的工作行程。因此，所设计的二维压电作动器具有双向作动、大行程、自解耦等优点，有望在精密驱动与微定位领域得到广泛应用。
关键词：微动机构;;双向作动;;压电作动器;;柔性铰链
