摘要：研制一种基于液压微位移放大结构的压电陶瓷直接驱动伺服阀，实现大流量高频响的要求。针对压电陶瓷输出力大但输出位移小的特点，设计出一种新型的液压微位移放大结构，由柔性铰链膜片式大活塞、密闭容腔、小活塞及压力调节和测量装置构成。采用叠堆式压电陶瓷驱动大活塞，改变密闭容腔内油液的体积形态，放大小活塞端输出位移，驱动滑阀阀芯运动。大活塞采用膜片结构，降低压电陶瓷叠堆的负载，提高密封性能。针对刚性膜片刚度和强度矛盾的问题，设计柔性铰链膜片，对该膜片结构的刚度进行理论分析和数值计算验证。应用有限元方法对结构及各参数进行优化设计，并对最终结构进行刚度和强度分析。基于试制原理样机参数，建模仿真表明液压位移放大倍数9倍，阀芯位置控制误差小于1％。频宽超过550Hz。试验测得流量曲线，7MPa压力下，控制流量达到17L／min。

关键词：压电陶瓷 液压位移放大 直接驱动阀 柔性铰链 有限元法 

单位：北京航空航天大学电气工程与自动化学院 北京100191