摘要：分析了压电陶瓷叠堆执行器（piezoelectric ceramic stack actuator,PCSA）的刚度及其与位移输出的关系。在此基础上,提出了一种通过分别测量PCSA在相同驱动电压下空载时和在给定刚度的弹性框架预紧时的位移输出量,并根据测得的位移输出量解算PCSA刚度的刚度测量方法,建立了相应的PCSA的刚度测量系统原理。通过分析和建立弹性框架的伪刚体模型、刚度方程和应力方程,以达到对弹性框架的刚度特性进行准确设计的目的。利用有限元仿真和实验对提出的PCSA刚度测量方法和建立的系统特性进行了验证和测试。仿真和实验结果表明,根据建立的刚度方程能够对弹性框架的刚度进行准确估计,提出的PCSA刚度测量方法能够实现PCSA刚度的测量。

关键词：压电陶瓷 刚度测量 执行器 弹性框架 柔性机构 

单位：重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室 重庆400044 重庆大学光电工程学院精密与智能实验室 重庆400044