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　　康茂勝CAMOZZI微角度執(zhí)行器
　　微位移驅(qū)動(dòng)技術(shù)是當(dāng)今世界各國(guó)研究的熱點(diǎn)問題，是納米測(cè)量及加工技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，需要高精度、高分辨力、能夠靈活控制的微位移驅(qū)動(dòng)及檢測(cè)系統(tǒng)，用以直接進(jìn)行有關(guān)工作或配合其它儀器設(shè)備完成高精度的研究和應(yīng)用，正是這些需要，極大地促進(jìn)了微位移驅(qū)動(dòng)定位技術(shù)的發(fā)展。角位移驅(qū)動(dòng)定位技術(shù)的需求也越來越廣泛，在許多領(lǐng)域迫切需要大行程高分辨力的角位移驅(qū)動(dòng)定位系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)高精度的定位。

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　　對(duì)角位移驅(qū)動(dòng)定位及檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了探索，通過研究角位移驅(qū)動(dòng)定位及檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，在總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了一種集成了高精度角位移檢測(cè)裝置圓光柵的回轉(zhuǎn)式壓電微角度執(zhí)行器系統(tǒng)，同時(shí)研究檢測(cè)其角位移的角度檢測(cè)系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)其工作的控制系統(tǒng)。 圓光柵回轉(zhuǎn)式壓電微角度執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新地在壓電執(zhí)行器上集成了角位移傳感器，采用圓光柵與微驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)一體化的方案，同時(shí)結(jié)合運(yùn)用了尺蠖運(yùn)動(dòng)原理和柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，壓電執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)原理、柔性鉸鏈設(shè)計(jì)、圓光柵集成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及總體機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得到了詳細(xì)論述；圓光柵檢測(cè)信號(hào)的處理是根據(jù)圓光柵信號(hào)的正交特性，采用硬件方面大數(shù)計(jì)數(shù)和小數(shù)軟件細(xì)分的方法進(jìn)行辨向細(xì)分等處理，實(shí)現(xiàn)由單片機(jī)檢測(cè)計(jì)算出角位移值，把檢測(cè)結(jié)果引入控制環(huán)節(jié)，圓光柵傳感器、檢測(cè)電路及單片機(jī)系統(tǒng)組成了角位移檢測(cè)系統(tǒng)；控制系統(tǒng)方面采用單片機(jī)產(chǎn)生四路驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并運(yùn)用直流放大式原理設(shè)計(jì)壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源，放大控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)壓電執(zhí)行器。壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器電源的作用原理、分類以及設(shè)計(jì)特點(diǎn)得到了介紹，壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)要求、方法、電路等方面的內(nèi)容得到了充分論述。壓電微角度執(zhí)行器運(yùn)用了“推拉接力原理”和柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行微位移運(yùn)動(dòng)，同時(shí)又集成了圓光柵作為角位移傳感器檢測(cè)運(yùn)動(dòng)角位移。驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)以DSP芯片為核心，輸出頻率、幅值和步數(shù)可調(diào)的波形，對(duì)執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和定位。還設(shè)計(jì)出一個(gè)利用分立元件實(shí)現(xiàn)高壓放大功能的壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源，將DSP輸出小電壓信號(hào)進(jìn)行無失真的放大，從而精確的驅(qū)動(dòng)用于執(zhí)行器運(yùn)動(dòng)的壓電陶瓷。該電源具有輸出電壓穩(wěn)定、線性度好、輸出范圍和驅(qū)動(dòng)能力滿足使用要求、靜態(tài)紋波低等優(yōu)點(diǎn)。

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　　圓光柵回轉(zhuǎn)式壓電微角度執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)的zui小步距達(dá)到納米級(jí)，行程為全圓周，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高精度定位。在研究設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上搭建出整個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)，制造出驅(qū)動(dòng)電源樣機(jī)并完成調(diào)試。對(duì)整個(gè)驅(qū)動(dòng)控制和角位移檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試得出整個(gè)系統(tǒng)具有較高的重復(fù)性測(cè)量精度。對(duì)角位移驅(qū)動(dòng)定位技術(shù)進(jìn)行了探索。在已有的回轉(zhuǎn)式壓電微角度執(zhí)行器的基礎(chǔ)上研究其驅(qū)動(dòng)控制和角度檢測(cè)技術(shù)，設(shè)計(jì)出一種多功能的驅(qū)動(dòng)控制及檢測(cè)系統(tǒng)，可以提供不同的波形、頻率及幅值的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來控制壓電執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)采用分立元件法研究出高精度、高穩(wěn)定性的壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源。