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压电偏摆台 ║P354S

产品参数
运动轴 θX,θY
行程 90mrad
分辨率 2μrad
外形尺寸 30x40x96mm
结构类型 机构放大式差分结构

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压电偏摆台 ║P354S是采用压电陶瓷驱动的纳米级压电陶瓷偏摆镜,压电偏摆台内部使用无回差柔性铰链并联导向结构,采用有限元仿真分析优化柔性铰链结构,紧凑的差分并联结构柔性导向系统具有超高的导向精度,且具有高刚性、高负载、无磨损、免维护等特点,超大偏转角设计,偏转范围达70mrad,压电陶瓷偏摆台内置精密位移传感器进行全闭环的位置反馈,确保了压电偏摆台具有极佳的运动控制精度,定位精度、分辨率和稳定性可以达到纳米量级,定位稳定时间仅为毫秒量级。超大偏摆角,紧凑型设计,可更好的集成于光学系统中,非常适合应用于图像处理、光束偏摆与稳定。可根据用户需求定制安装及出线方式。

◆ 外形尺寸:30x40x96mm

◆ 行程为90mrad,分辨率为2μrad;

◆ 采用无摩擦、无回差紧凑的差分式并联结构柔性导向系统,具有超高的导向精度;

◆ 内置高性能的压电陶瓷,高可靠性;

◆ 内置精密位移传感器进行全闭环位置反馈,开/闭环可供选择,可提供定制安装及出线方式。

多轴偏摆系统运动学


研生公司的压电偏摆系统基于所有运动轴在单一移动平台并联运动。该系统可实现比两个单轴串联系统具有更高的线性度,且这种并联结构外形尺寸更加紧凑。压电偏摆镜和压电偏摆平台适用于高动态操作,例如追踪、扫描、图像稳定、消除漂移和振动;同时也适用于光学系统和标本的静态定位。研生的压电偏摆系列产品可使光束偏转至120mrad(甚至更大偏转角)、几微秒的极短响应时间和可达纳弧度范围的分辨率。研生提供多种大范围偏转角的紧凑型激光束偏转控制系统。


差动压电陶瓷驱动的偏摆系统(四脚支架)

平台由一对彼此呈90°角的压电陶瓷致动器控制。四个致动器根据偏摆方向两两单独控制。由于偏摆轴θX和θY成正交设置,因此无需坐标系变换。这种差分式结构的设计优点为在较大温度变化范围内保持完美的位置/角度稳定性。每个运动轴配置两个传感器,确保偏摆位置的稳定性,并提供了更好的线性度和分辨率。

具有差动压电驱动的倾斜系统的原理



压电偏摆镜动力学

压电偏摆系统的最大工作频率取决于它的机械谐振频率。

为了估计系统的有效谐振频率,需计算出反射镜的转动惯量。

  

圆形反射镜的转动惯量计算公式如下:


矩形反射镜的转动惯量计算公式如下:


反射镜重量 [g]

IM 反射镜的转动惯量 [g × mm²]

偏转轴正交的反射长度 [mm]

反射镜厚度 [mm]

到反射镜表面的距离 (参见各型号 >> 产品技术参数) [mm]

反射镜径 [mm]


带载反射镜的偏摆系统的谐振频率

根据已知的空载偏摆系统的谐振频率及转动惯量(参见 >> 产品技术参数)和计算得出的反射镜转动惯量,可通过如下公式计算得出整个偏摆系统的谐振频率。

 

带载反射镜的偏摆系统的谐振频率计算公式如下:


f' 反射镜的偏摆系统的振谐频率 [Hz]

f0 空载偏摆系统的振谐频率 [Hz]

I0 空载偏摆系统的转动惯量 (参见 >> 产品技术参数) [g × mm²]

IM 反射镜转动惯量 [g × mm²]

反射镜重量 [g]

专业知识与技术

  • 研生首创,国际技术领先:独特的超高精度全并联式柔性铰链导向系统

    突出优势:研生首创,国际技术领先:独特的超高精度全并联式柔性铰链导向系统。研生科技设计开发的并联式柔性铰链导向结构技术已成功转化为系列化产品,并广泛应用于各相关应用领域……

    10-10
  • 柔性铰链导向放大结构

    在纳米定位技术中,柔性铰链导向系统可实现高达几毫米的定位任务。柔性铰链的运动基于固体的弹性变形。这避免了静态、滚动或滑动摩擦,其优点是高刚性、高承载和耐磨性。柔性铰链无需维护,可使用非磁性材料制造,不需要润滑剂或消耗品,因此可在真空环境下工作。压电陶瓷促动器的行程也可通过集成杠杆机构增加。促动器被机械地集成在柔性铰链结构内,行程可扩展至2 mm。由于简单的杠杆结构会使系统失去了相当数量的指导精度和刚度,所以需要设计更复杂的柔性铰链导向结构。柔性铰链可实现超高路径精度的运动。为了补偿高速或横向偏移,研生公司开发出了多种特殊的复合式多连杆柔性导向结构。这些导向系统应用于各类纳米级精密定位系统中,可实现在亚纳米或微弧度范围内的运动精度。

    03-06
  • 压电陶瓷促动器(二)

    压电陶瓷堆叠型促动器的位移通常可达几十微米,最大可达几百微米。柔性铰链导向结构可通过设计,使其作用原理如同一根机械杠杆,对压电陶瓷促动器的位移进行机械放大,必要时将促动器引导至一个不同的方向上。杠杆放大系统的设计十分严苛:一方面,其应防止侧向偏移,另一方面,其应始终沿直线进行导向,杠杆通常是通过一个枢轴点进行引导。此外,行程的增大将导致刚度减小。柔性铰链导向可通过设计,使其进一步集成无需额外导向。柔性铰链结构是用作导向和杠杆系统,在具有更高集成度的压电陶瓷系统中作用也是如此。

    02-28
  • 并联运动压电陶瓷定位系统

    在多轴并联系统中,所有促动器直接作用于单一运动平台。这意味着可以为所有轴设计相同的动态特性,从而大幅降低移动质量。优势:并联运动系统可比串行堆叠或嵌套系统设计得更紧凑。单个轴的误差和质量不会累积。由于最小化质量惯性,并联运动系统可提供多达6个水平的自由度和所有轴的高动态。多轴并联运动允许使用直接平行计量,测量所有有关固定参考的移动平台的自由度。例如,由于力的作用而意外的串扰进入不同轴,因此可检测并实时纠正。这种积极的实时校准即使在动态运行时,也可实现纳米范围内的运动精度。

    02-20
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压电偏摆台 ║P354S

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