直线形压电致动器的研究综述

李 争，郭战雨，韩海涛，苏秩荣

(河北科技大学 电气工程学院，石家庄 050018)

0 引 言

随着对精密定位的要求越来越高，压电致动器在微驱动和微操作领域起到了重要作用，科研人员对这领域的探索越来越深入[1-4]。与传统的电磁致动器不同，压电致动器是利用压电陶瓷的逆压电效应来激励定子弹性体的振动，通过与动子的接触摩擦来实现位移输出，其不会受到电磁干扰的影响，可以在强磁环境中稳定运行。此外，压电致动器还具有结构设计简单、输出力矩大和起动速度快等优点[5-8]。研究学者在压电致动器领域提出了众多类型的结构，适用于不同的场合，其中线性压电致动器能够直接产生直线运动和输出推力，可以步进和伺服工作，开发应用前景广阔[9-11]。

直线形压电致动器是压电致动器中一个分支，其具有长行程运动、定位精度高和控制策略简单等优点。在长时间的发展中，已研究出数百种结构的直线形压电致动器，其结构设计越来越完善且精密度不断提高，但尚未大规模地应用于生产生活中[12-14]。相对于电磁致动器而言，压电致动器的发展还远远不够成熟，在结构实用性、动力学分析、运行摩擦损耗分析和运动反馈控制等方面还需要研究学者进行大量的研究和实验来建立完整的体系理论[15]。

本文对动子运动方式为线性的压电致动器作了归类概述分析，根据不同的工作机理，将各类型致动器进行划分，并列举了国内外研究学者设计的典型结构，对其特点和运行机理进行了归纳与总结，然后探寻了直线形压电致动器的当前应用及未来面临的挑战。……