阿基米德曲线形双晶压电执行器的设计与分析

文中开展了具有阿基米德曲线形驱动臂的微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System, MEMS)双 晶压电执行器的设计、模拟仿真以及实验验证。 为验证不同设计的表现,分别设计并制造了全驱动型和半驱 动型压电执行器。 这2 种压电执行器通过商业化的生产工艺制造,与更复杂的 MEMS 系统兼容。 采用有限元 法分析了2 种执行器的位移与驱动力,还开展实验分别测试了 2 种执行器的位移与驱动力。 研究表明,在相 同的驱动电压下,全驱动型压电执行器的性能优于半驱动型压电执行器。 当驱动电压为 110 V 时,半驱动型 和全驱动型执行器的实验测量位移分别约为17 μm 和29 μm,相应的驱动力的实验测量值分别约为 9 mN 和 15 mN,实验结果与有限元分析结果相符。 仿真和实验结果表明文中提出的执行器设计方案是合理的。