壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)比例鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)

摘要：本文介紹了一款壓電陶瓷（PZT）驅(qū)動(dòng)制動(dòng)器，該制動(dòng)器在動(dòng)態(tài)范圍，大小，重量和成本方面類似于磁場(chǎng)粒子制動(dòng)，但是能提供較大的帶寬，并且在給定的連續(xù)轉(zhuǎn)矩輸出下需要明顯較低的電能。該裝置基本上是一個(gè)PZT驅(qū)動(dòng)的單片鼓式制動(dòng)器。該設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分是采用兼容機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置，該裝置能驅(qū)動(dòng)PZT棧使制動(dòng)片動(dòng)作。根據(jù)裝置說(shuō)明，列出了一些描述制動(dòng)性能的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。該性能特點(diǎn)隨后被用以與市場(chǎng)上的產(chǎn)品作尺寸和重量比較。
關(guān)鍵詞：兼容機(jī)構(gòu)，磁性粒子制動(dòng)，壓電陶瓷，比例鼓式制動(dòng)器。
1.說(shuō)明
在一些控制方面的應(yīng)用要求開(kāi)發(fā)一款電控凸輪制動(dòng)裝置（見(jiàn)例1－6）。大概最常見(jiàn)和最徹底開(kāi)發(fā)的例子就是磁性粒子制動(dòng)。磁性粒子制動(dòng)產(chǎn)生的穩(wěn)定阻力轉(zhuǎn)矩大致和輸入電流成正比。圖1中示出了磁性粒子制動(dòng)的一個(gè)斷面制動(dòng)線圈中通以直流電，來(lái)誘導(dǎo)磁場(chǎng)中的磁氧體粒子，以制動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸。線圈中的電流大小決定磁場(chǎng)強(qiáng)度，從而交變地施加阻力矩于制動(dòng)軸上。與一個(gè)高性能的直流力矩電機(jī)閉環(huán)控制相比，這些器件提供一個(gè)相對(duì)的低功耗，質(zhì)量輕，且高度穩(wěn)定的耗散機(jī)械轉(zhuǎn)矩。由于這些特點(diǎn)，磁性粒子制動(dòng)常被用于重視輕質(zhì)低能耗的場(chǎng)合。
雖然電力消耗低于直流電動(dòng)機(jī)（某一特定電阻扭矩），在許多情況下，需要的電能仍很顯著。事實(shí)上，在要求低能耗的場(chǎng)合，施加連續(xù)電阻扭
矩所需的電能大概是最顯著的限制。具體說(shuō),由于粒子制動(dòng)在本質(zhì)上是連續(xù)的，提供制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的連續(xù)電流將導(dǎo)致連續(xù)的電能耗散。
在需要大量帶寬的控制