壓電機構放大促動器的命名由它的驅動動力源、結構原理及功能相結合而來的。“壓電”指的是它的驅動源，即利用PZT壓電陶瓷來作為驅動源產(chǎn)生運動；“機構放大”則是通過柔性鉸鏈導向機構實現(xiàn)PZT壓電陶瓷位移的放大；“促動器”則是它的功能，它的移動端可以產(chǎn)生促動的作用，即用來帶載物體進行微位移調(diào)節(jié)。壓電機構放大促動器配備有機械固定安裝接口，可與外部負載或安裝面間直接通過螺紋進行連接。它也可以驅動外部機械結構，再由機械結構完成運動調(diào)節(jié)。
與直驅壓電促動器相比，機構放大促動器的最大特點是在相同驅動源下，機構放大促動器可實現(xiàn)更大的位移輸出。而機構放大促動器的重復精度和分辨率與直驅式壓電促動器一樣優(yōu)良，可達到納米級。
機構放大促動器也可承受一定拉力，也可應用在低動態(tài)應用中。但同樣條件下，機構放大促動器的出力要比直驅式壓電促動器的小一些，這是因為通過放大機構將位移放大后，相應的損失了一定的出力。
機構放大促動器可根據(jù)運動方向分為兩個系列：A型（收縮型）和R型（膨脹型）。通常情況下，A型機構放大促動器在上電時位移開始收縮，而R型則在上電時位移開始伸長。若下端固定情況下作為Z向使用時，A型機構放大促動器則在上電時產(chǎn)生下降位移，而R型則產(chǎn)生上升位移。
根據(jù)是否配置傳感器，機構放大促動器又分為開環(huán)（無定位反饋傳感器）和閉環(huán)（集成定位反饋傳感器）版本。開環(huán)下，PZT壓電促動器的分辨率是無限高的，只受控制設備的噪聲的限制，但是由于壓電陶瓷的遲滯和蠕變特性，使其位移重復精度和位移穩(wěn)定精度較低。但閉環(huán)版本壓電促動器，可消除遲滯和蠕變。同時，閉環(huán)版本可通過芯明天壓電控制器形成閉環(huán)控制，可實時讀取、跟蹤位移值，并可進行實時調(diào)節(jié)。
機構放大式壓電促動器是通過機械放大結構，將預載的低壓壓電陶瓷疊堆產(chǎn)生的位移，進行放大輸出的促動器。機械放大結構為橢圓形機械殼體，它的材料一般為鋼，它對壓電疊堆陶瓷除了提供優(yōu)化預緊力外，也對疊堆陶瓷起到保護作用，使其免于承受拉力，過大的拉力對壓電疊堆陶瓷會產(chǎn)生不可逆甚至致命的損壞。橢圓機械放大結構也為用戶提供了易于集成的機械接口。
機構放大式壓電促動器的基本結構如下圖所示，它的內(nèi)部集成PZT壓電陶瓷，外部為金屬柔性鉸鏈，上下端為移動端，并帶有螺紋孔，可用于本身的安裝和負載的安裝。
壓電疊堆陶瓷沿著主軸即長軸方向產(chǎn)生形變位移，而橢圓形機械結構沿著短軸方向將位移進行放大輸出，即機構放大壓電促動器利用機構放大原理，將壓電陶瓷橫向伸長位移放大到軸向位移輸出。橢圓形殼體分為內(nèi)橢圓結構（R型）與外橢圓結構（A型），產(chǎn)生的位移方向分別為X向膨脹、X向收縮。
小體積機構放大促動器
80N出力
66μm行程
2700Hz空載諧頻
R型小體積機構放大促動器
41μm位移
125N出力
4100Hz空載諧頻
大出力A型機構放大促動器
540N出力
95μm行程
350Hz空載諧頻
大位移機構放大促動器
25N出力
400μm行程
370Hz空載諧頻
機構放大促動器因其非常小的體積、較大的位移以及毫秒級快速響應，經(jīng)常被用作光開關、光學對準等應用。此外，機構放大促動器的應用范圍非常的廣泛，在下方舉例的應用中都會用到壓電機構放大促動器。探針掃描、光學透鏡的定位、光開關、快門/快門防抖、微掃描、晶片測試、天文學、聚焦定位、激光腔調(diào)諧、光纖的耦合和形變、FBG（光纖布拉格光柵）的形變、斬波器、干涉儀、PDP晶體切割、調(diào)制器等。光纖拉伸、工具定位、取放工具、金剛石車削、橢圓活塞加工、阻尼、動態(tài)控制、新一代超聲波或聲波振動、NDT、器件疲勞度監(jiān)測等。比例閥、泵、測流技術、噴墨技術、注射器、液滴發(fā)生器等。
機構放大式壓電促動器采用先進的技術和安全標準設計而成，為了您的自身安全及產(chǎn)品的正確使用，使用時請注意以下幾點。溫度改變和壓力都會給壓電促動器充電，與控制器斷開連接的一段時間壓電促動器也會保持帶電狀態(tài)，所以操作者在使用時要注意：· 在安裝以前給機構放大式壓電促動器進行放電，這個可以通過和控制器連接實現(xiàn)；· 使用前首先檢查本產(chǎn)品的連接線是否完好，產(chǎn)品及控制器是否進行了有效的接地保護，操作過程中應嚴格規(guī)范操作，上電后不要用手觸碰產(chǎn)品（最高可達150V以上電壓），以防發(fā)生危險。為了防止不當操作對產(chǎn)品造成損壞，使用時應注意以下幾點：· 機構放大式壓電促動器盡量在無塵、無油、無潤滑劑的環(huán)境中使用；· 建議負載不要超過本產(chǎn)品的承載能力，裝載時注意扭力不要過大，不要撬或扭轉負載面鉸鏈，以免損傷結構；· 當出現(xiàn)異常情況應該立即關閉相關部分；· 機構放大式壓電促動器長期使用建議使用電壓為0~120V；· 請勿對產(chǎn)品進行拆解，以免造成產(chǎn)品損壞；· 使用我公司提供的專用電纜連接壓電促動器和控制器；· 不能隨便使用電纜延長線，如需要更長電纜請聯(lián)系我司銷售人員。安裝前首先要進行安全檢查，如連接線有無破損、斷線，驅動電源有無接地保護等。2）連接負載，要求負載不要超過促動器所能承受的最大負載；3）將機構放大式壓電促動器安裝在測量平臺上或通過光學平臺轉接座固定安裝在測量平面上，請根據(jù)結構尺寸圖選擇合適螺栓進行固定安裝；為了防止機構放大式壓電促動器在使用過程中損壞，需要注意以下幾點：· 不要使用超過參數(shù)表規(guī)定的電壓范圍來驅動壓電驅動器。· 有預緊力的壓電促動器可以承受一定拉力（并不是壓電促動器收縮產(chǎn)生），但是不能承受剪切力、扭矩和彎矩。這些情況可能會對促動器內(nèi)部的壓電陶瓷產(chǎn)生損壞。
