单相压电电机驱动的高精度孔径光阑设计

作者：曹腾; 李晓牛; 王柏权; 温智益; 吴大伟^*

来源：中国机械工程, 2022, 33(20): 2414-2419.

• 孔径光阑
• 压电电机
• 单相驱动
• 轻量化

为满足空间光学仪器小型化、轻量化、精密化需求，设计了一种单相压电电机驱动的孔径光阑。对压电光阑的整体结构进行设计，实现光阑结构与功能的一体化设计；以压电陶瓷和碳纤维为基体设计具有高强度和功率密度的压电定子；通过COMSOL有限元软件对复合压电定子动力学特性进行分析，以及进行模态频率一致性调节；最后对光阑动圈进行结构优化以及干扰模态分离设计。根据设计方案制作压电光阑样机，其质量仅为49 g,孔径可变范围为0.5～35 mm。实验结果显示：光阑完全放大与闭合时间分别为89 ms和92.4 ms,最小角分辨率为4×10~(-5) rad。该研究简化了光阑的组成和控制，使其在保证精度的同时，结构更紧凑，质量更小。

• 单位
  机械结构力学及控制国家重点实验室; 南京航空航天大学