[發(fā)明專利]S形多足箝位式壓電電機及其工作模式

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110131025.1
• 申請日: 2011-05-20
• 公開（公告）號: CN102195516A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發(fā)明（設計）人: 黃衛(wèi)清;王寅;潘松
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02N2/02
• 分類號: H02N2/02;H02N2/04
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 葉連生

1.一種S形多足箝位式壓電電機，其特征在于包括：

基座（4）、固定于基座（4）上的定子（1）、通過導軌副安裝于基座(4)上的滑臺（3）、固定于滑臺（3）上的動子（2）；

上述定子從上至下依次包括水平疊放的第一位移轉換框架（11）、第二位移轉換框架（12）、第三位移轉換框架（13）；其中第二位移轉換框架（12）一端與第一位移轉換框架（11）的對應端固定連接，第二位移轉換框架（12）的另一端與第三位移轉換框架（13）的對應端固定連接；第一位移轉換框架（11）、第二位移轉換框架（12）、第三位移轉換框架（13）結構一樣，它們由前邊框、后邊框、左邊框、右邊框組成，且左右對稱、前后對稱，前邊框和后邊框為內凹形狀，且前邊框和后邊框外側分別具有箝位足；第一位移轉換框架（11）和第三位移轉換框架（13）的左邊框和右邊框之間均夾有疊層壓電堆；第二位移轉換框架（12）的左邊框和右邊框之間夾有兩組疊層壓電堆，且兩組疊層壓電堆之間夾有墊塊（14）；該定子還包括固定于墊塊前后兩側的彈片，該彈片從第三位移轉換框架的前后邊框與疊層壓電堆之間的縫隙穿出通過連接座（15）固定于基座（4）上；

上述動子為一體化的框架結構，其中間具有定子腔，后邊框固定在滑臺（3）上；前邊框分成前后兩層結構，其中后層結構與前層結構B端不連接僅通過A端連接，后層結構作為活動導軌；前層結構作為導向機構，前層結構具有一個H型柔性鉸鏈式割縫，該割縫的四個端部分別向AB兩側繼續(xù)割一段距離形成四個柔性鉸鏈，；前邊框還具有一個使A邊框與前邊框斷開的割縫，A邊框具有前凸臺，前邊框位于A邊框前凸臺后方還具有與之對應的限位凹槽；前邊框具有后凸臺，A邊框位于前邊框后凸臺的后方還具有與之對應的限位凸臺；前凸臺和后凸臺之間為預緊件安裝腔；?預緊件安裝腔內安裝有預緊螺釘（23）及彈簧（22）；

上述A指左B指右，或A指右B指左；

定子位于定子腔內，且定子的箝位足通過預緊件壓于動子的活動導軌與后邊框之間。

2.根據(jù)權利要求1所述的S形多足箝位式壓電電機的工作模式，可以根據(jù)需要實現(xiàn)兩種工作模式：

第一種、直動模式：第一位移轉換框架（11）或第三位移轉換框架（13）的箝位足與動子接觸，利用疊層壓電堆控制第二位移轉換框架（12）的變形即可以實現(xiàn)高分辨率的精確定位；

第二種、步進模式：用三路兩兩相位差π/3的方波電壓信號分別激勵三個位移轉換框架所夾的疊層壓電堆，在一個作動周期T內，定子的動作時序如下：

在0-T/6，第二位移轉換框架（12）所夾疊層壓電堆伸長，其兩個箝位足與動子接觸從而實現(xiàn)箝位，第一位移轉換框架（11）和第三（13）的箝位足脫離動子；

在T/6-T/3，第二位移轉換框架（12）保持箝位，第一位移轉換框架（11）保持脫離，第三位移轉換框架（13）的箝位足箝位；

在T/3-T/2，第一位移轉換框架（11）和第三位移轉換框架（13）保持上一狀態(tài)，第二位移轉換框架（12）箝位足脫離動子，這時，第三位移轉換框架（13）的箝位足所箝位的動子由于第二位移轉換框架（12）的縮短往A方向步進一段距離；

在T/2-2T/3,?第二位移轉換框架（12）和第三位移轉換框架（13）保持上一狀態(tài)，位移轉換框架（11）箝位；

在2T/3-5T/6，第一位移轉換框架（11）、第二位移轉換框架（12）保持上一狀態(tài)，第三位移轉換框架（13）脫離動子；

在5T/6-T，第一位移轉換框架（11）、第三位移轉換框架（13）保持上一狀態(tài)，第二位移轉換框架（12）伸長并箝位，這時，第一位移轉換框架（11）所箝位的動子由于位移轉換機構的推動往A方向步進一段距離。