压电液压驱动器的设计和测试

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压电液压驱动器的设计和测试
杰森・兰德勒，埃里克・安德森
加州山景里窝那街2565号，加空局工程公司
马克东・瑞格布拉格
加州山景里窝那街2565号，菱形顾问组
摘要
 本文介绍的设计方法是建设一个使用智能材料提供液压流体动力的驱动器。在被描述的驱动器类，液压油从硬盘频率压电或其他智能材料中分离输出缸的运行频率。这种解耦允许在高频压电驱动，以提取物质的最高大量能源，以及液压缸在低频驱动提供长冲程。然而，由于遵循流体的可压缩性和结构性，基本阻抗匹配和流体之间的压电很难能量转换成加压压电液压油流。在材料，机械设计，以及流体机械接口领域的基本设计权衡和重大技术问题存在争论。提出原型设备和元件测量。介绍测试方法，测试量化泵压力和流量，得出动力量和速度。一系列的试验表明由智能材料提供强力长冲程驱动的装置的可能性。
关键词：压电，智能材料， 压电液压 ，驱动，电源的电线，水泵
导言
 智能材料，如压电， 磁限和电限长期应用在精确控制方面。由于其形变能力有限，这些材料通常没有用于要求大量直线运动的驱动器。近几十年出现了依靠各种技术增加来自智能材料核心的驱动力的设计。其中常见的是机械放大或转型，如那些正在使用的杠杆和支点，并分步重复类型，例如，蠕动。最近，研究人员已经认识到整合智能材料和液体，使泵的一个基本组成部分加以利用线性驱动的可能性。这种新方法有望实现长冲程高功率驱动。
 与包括常规伺服液压和各种电磁类型在内的其他类型的驱动相比，压电液压驱动有优点，也有缺点。相比传统液压，主要优点表现在电线方面，即消除液压配电线路。与电磁方法相比，包括电机驱动滚珠丝杠，压电液压驱动提供强力液压和潜在的更迅速的响应时间。相比于传统液压，新型驱动器在热分布和漏油方面有不利之处。与电磁驱动器相比，尽管使用少量液压油，新型驱动器仍然需要电气和液压一体化。压电液压驱动的这些特点中有许多和电限驱动器（ EHAs ）的是相同的 ，如用在联合攻击战斗机。压电液压驱动比其他EHAs在压电材料本身的能量密度方面有一个潜在的优势。提取这种能量是一项艰巨的任务，本文试图描述许多当前发展努力的挑战中的一些。

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