用于驱动履带的夹心式压电作动器的动力学特性
来源：机械工程学报杂志2017年第5期北京时间：
作者：王亮, 舒承有, 金家楣, 张建辉
单位：1. 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室 南京 210016；2. 广州大学机械与电气工程学院 广州 510006
摘要：提出一种夹心式压电作动器，用于直接驱动履带以构成小型履带式行星探测移动系统。压电作动器由变截面夹心式压电振子以及对称设置在其两端的两个圆环部分组成。压电作动器在两相具有π/2相位差的电信号驱动下激励出两相正交工作模态并在圆环处呈现两相在空间上具有π/2相位差的面内弯曲振动，耦合形成沿圆环周向旋转的行波，圆环表面质点做微幅椭圆运动，经摩擦作用驱动履带运动。利用有限元法对压电作动器进行了结构设计和动力学特性分析，并通过测振试验进行验证：① 模态试验结果表明压电作动器的两相试验工作模态频率差为16 Hz，满足行波在圆环部分形成的要求;② 通过谐响应试验得到了圆环表面质点在一个周期内的椭圆运动轨迹，与仿真结果相吻合。构建压电作动器驱动的可进行双向运动的履带移动系统，瞬态特性试验结果表明：① 履带移动系统具有快速响应特性;② 履带移动系统的瞬时运动速度呈周期性变化。
关键词：动力学特性,履带移动系统,瞬态特性,压电作动器；
基金资助：* 国家自然科学基金(51375225， 91223201)、江苏高校优势学科建设工程和江苏省普通高校研究生科研创新计划(KYLX16_0322)资助项目; 20160317收到初稿，20161017收到修改稿;
