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航天学院
压电作动器
来源: 日期:2017年05月17日 14:43 点击数:

项目名称:压电作动器

负责人:徐明龙

联系电话:029-82669093

E-mail:mlxu@mail.xjtu.edu.cn

所在学院:航天学院

项目简介:

压电作动器是一种通过外加电压对作动位移及输出力进行控制的装置,具有换能系数高,发热少,作动无机械空程、使用温度范围广(-40℃至125℃)、无电磁干扰的优点,非常适用于智能控制领域。目前压电作动器在以可靠性为主要关注点的航天领域被大力推广。

本实验室针对航天领域振动控制开展应用研究,自主研制了多种类型的压电作动器,目前已获得了多项航天部门认可的成果。目前某航天院所已与本实验室达成合作意向,针对航天器及天线振动控制的难点问题开展深度合作,压电作动器是其中一项关键技术。

本实验室研制的两种代表性的压电作动器:

拉压对称压电作动器:实现拉压对称的大输出力和力矩

大位移压电作动器:大行程高分辨率位移输出的应用,多用于MEMS领域。

技术创新性和领先性:

本项目自主研制的两类压电作动器具有以下技术特点:

1.拉压对称压电作动器:弥补了现有作动器只有单向作动能力的缺点,可在一个周期内双向作动。在天线结构振动控制应用中,双向作动能力将振动抑制能力提高了一倍,作动能力优于单向作动器。

2.大位移压电作动器:以蠕动的方式累进位移,具有较大行程(厘米级)同时可保证较高的位移分辨率(纳米级)。

市场及效益分析:

压电材料具有纳米级分辨率,本实验室研制的的两类压电作动器可以从航天领域平滑推广至民用微制造、微工业、微生物、微医疗、微光学领域中。

1.航天领域

1)振动抑制需求:随着航天事业的快速发展各种新型号航天器、空间天线被相继送入太空,在太空失重环境下机械结构的振动及微振动严重影响了设备的技术指标,天线机构的微振动使得我们国家对地监控的分辨率低于欧美国家的10倍还多,因此目前航天领域的振动及微振动抑制是一个迫切的需求。

2)天线形状精确控制需求:此类技术的实现需选用合适的作动装置,而压电作动器的高分辨率及电压控制方式能够满足“精确控制”与“无干扰”的两个要求,且此类应用需要大数量作动器协同完成,会形成作动器批量生产的需求。

2.民用领域:半导体技术、微光学、微生命技术、精密加工、微医疗技术、纳米技术、纳米制造与纳米自动化及图像处理等领域中,纳米级驱动是其核心技术,微位移驱动器能实现大行程纳米级分辨率的位移驱动,已经被广泛应用于以上领域中,因此微位移驱动器具有非常广泛的应用前景。

科技成果样机展示:

图2-14 图2-16 模块化作动器实物图

              拉压对称作动器                       微位移作动器

合作条件要求:

合作方应具有一定的资金实力,能按照市场的要求进行运作;

合作方需具有市场开拓能力,能按照用户需求确立市场产品线。


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