壓電陶瓷驅動比例鼓式制動器的設計

摘要：本文介紹了一款壓電陶瓷（PZT）驅動制動器，該制動器在動態(tài)范圍，大小，重量和成本方面類似于磁場粒子制動，但是能提供較大的帶寬，并且在給定的連續(xù)轉矩輸出下需要明顯較低的電能。該裝置基本上是一個PZT驅動的單片鼓式制動器。該設計的一個重要組成部分是采用兼容機構的傳動裝置，該裝置能驅動PZT棧使制動片動作。根據(jù)裝置說明，列出了一些描述制動性能的實驗數(shù)據(jù)。該性能特點隨后被用以與市場上的產(chǎn)品作尺寸和重量比較。
關鍵詞：兼容機構，磁性粒子制動，壓電陶瓷，比例鼓式制動器。
1.說明
在一些控制方面的應用要求開發(fā)一款電控凸輪制動裝置（見例1－6）。大概最常見和最徹底開發(fā)的例子就是磁性粒子制動。磁性粒子制動產(chǎn)生的穩(wěn)定阻力轉矩大致和輸入電流成正比。圖1中示出了磁性粒子制動的一個斷面制動線圈中通以直流電，來誘導磁場中的磁氧體粒子，以制動旋轉軸。線圈中的電流大小決定磁場強度，從而交變地施加阻力矩于制動軸上。與一個高性能的直流力矩電機閉環(huán)控制相比，這些器件提供一個相對的低功耗，質量輕，且高度穩(wěn)定的耗散機械轉矩。由于這些特點，磁性粒子制動常被用于重視輕質低能耗的場合。
雖然電力消耗低于直流電動機（某一特定電阻扭矩），在許多情況下，需要的電能仍很顯著。事實上，在要求低能耗的場合，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,由于粒子制動在本質上是連續(xù)的，提供制動轉矩的連續(xù)電流將導致連續(xù)的電能耗散。
在需要大量帶寬的控制