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　　康茂勝CAMOZZI微角度執(zhí)行器
　　微位移驅(qū)動技術(shù)是當(dāng)今世界各國研究的熱點問題，是納米測量及加工技術(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)動及檢測系統(tǒng)，用以直接進行有關(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，極大地促進了微位移驅(qū)動定位技術(shù)的發(fā)展。角位移驅(qū)動定位技術(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)動定位系統(tǒng)，以實現(xiàn)高精度的定位。

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　　對角位移驅(qū)動定位及檢測技術(shù)進行了探索，通過研究角位移驅(qū)動定位及檢測技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，在總結(jié)前人經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，提出了一種集成了高精度角位移檢測裝置圓光柵的回轉(zhuǎn)式壓電微角度執(zhí)行器系統(tǒng)，同時研究檢測其角位移的角度檢測系統(tǒng)和驅(qū)動其工作的控制系統(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)動機構(gòu)一體化的方案，同時結(jié)合運用了尺蠖運動原理和柔性鉸鏈機構(gòu)進行設(shè)計，壓電執(zhí)行器的運動原理、柔性鉸鏈設(shè)計、圓光柵集成結(jié)構(gòu)設(shè)計以及總體機械結(jié)構(gòu)設(shè)計得到了詳細(xì)論述；圓光柵檢測信號的處理是根據(jù)圓光柵信號的正交特性，采用硬件方面大數(shù)計數(shù)和小數(shù)軟件細(xì)分的方法進行辨向細(xì)分等處理，實現(xiàn)由單片機檢測計算出角位移值，把檢測結(jié)果引入控制環(huán)節(jié)，圓光柵傳感器、檢測電路及單片機系統(tǒng)組成了角位移檢測系統(tǒng)；控制系統(tǒng)方面采用單片機產(chǎn)生四路驅(qū)動信號，并運用直流放大式原理設(shè)計壓電陶瓷驅(qū)動電源，放大控制信號驅(qū)動壓電執(zhí)行器。壓電陶瓷驅(qū)動器電源的作用原理、分類以及設(shè)計特點得到了介紹，壓電陶瓷驅(qū)動電源的設(shè)計要求、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)行器運用了“推拉接力原理”和柔性鉸鏈機構(gòu)設(shè)計進行微位移運動，同時又集成了圓光柵作為角位移傳感器檢測運動角位移。驅(qū)動控制系統(tǒng)以DSP芯片為核心，輸出頻率、幅值和步數(shù)可調(diào)的波形，對執(zhí)行器的運動進行驅(qū)動和定位。還設(shè)計出一個利用分立元件實現(xiàn)高壓放大功能的壓電陶瓷驅(qū)動電源，將DSP輸出小電壓信號進行無失真的放大，從而精確的驅(qū)動用于執(zhí)行器運動的壓電陶瓷。該電源具有輸出電壓穩(wěn)定、線性度好、輸出范圍和驅(qū)動能力滿足使用要求、靜態(tài)紋波低等優(yōu)點。

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　　圓光柵回轉(zhuǎn)式壓電微角度執(zhí)行器的運動的zui小步距達到納米級，行程為全圓周，系統(tǒng)實現(xiàn)了高精度定位。在研究設(shè)計的基礎(chǔ)上搭建出整個系統(tǒng)平臺，制造出驅(qū)動電源樣機并完成調(diào)試。對整個驅(qū)動控制和角位移檢測系統(tǒng)進行測試得出整個系統(tǒng)具有較高的重復(fù)性測量精度。對角位移驅(qū)動定位技術(shù)進行了探索。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)動控制和角度檢測技術(shù)，設(shè)計出一種多功能的驅(qū)動控制及檢測系統(tǒng)，可以提供不同的波形、頻率及幅值的驅(qū)動信號來控制壓電執(zhí)行器的運動，同時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)動電源。