[實用新型]一種非對稱壓電慣性驅動器

有效

• 申請號: 201220230938.9
• 申請日: 2012-05-13
• 公開（公告）號: CN202565197U
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 黃妍;溫建明;鄭興;陶李祥;沈燚青;梁夏峰;張海峰;傅駿翔
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: H02N2/00
• 分類號: H02N2/00;H02N2/02;H02N2/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于壓電精密驅動技術領域，特別涉及一種非對稱壓電慣性驅動器。

背景技術

壓電慣性驅動器是利用壓電元件產生的慣性力與摩擦力共同作用實現驅動的。具有結構緊湊，響應特性好，無電磁干擾，易于控制等特點，適合于高分辨率、大行程的工作場合，在光學工程、超精密加工、微細操作等領域具有廣泛的應用。

目前壓電慣性驅動器可分為兩類，一是壓電慣性沖擊式驅動器，其原理是非對稱的電信號激勵壓電雙晶片振動產生不同的慣性沖擊力(慣性沖擊力差)，形成驅動器定向運動；二是壓電慣性摩擦式驅動器(又稱粘滑式)，其原理是非對稱電信號激勵壓電陶瓷快速伸長緩慢收縮，快速伸長時由于慣性作用摩擦塊保持不動，而緩慢縮短時在靜摩擦力作用下摩擦塊定向運動。由于采用了非對稱信號激勵，所以驅動控制系統較復雜，不利用微小型集成化。

鑒于目前壓電慣性驅動器所存在的問題，本實用新型提出一種利用對稱性信號激勵壓電晶片通過非對稱夾持機構形成不同的慣性沖擊力，與接觸面之間的摩擦力共同作用實現驅動器定向運動，具有驅動系統簡單、結構緊湊、行程大、定位精度高等優點。

發明內容

本實用新型的目的是針對現有壓電慣性驅動器普遍采用非對稱波形電信號作為驅動信號，驅動控制系統復雜等問題，而提出一種非對稱壓電慣性驅動器，具有結構簡單，控制方便、行程大、分辨率高等特點。

為了實現上述目的本實用新型采用的技術方案如下：

一種非對稱壓電慣性驅動器，所述的驅動器包括V型導軌支撐座1，支撐座上設有V型塊2，V型塊2通過螺釘與平移體3固接在一起，鈹青銅基板5固定在平移體前后兩側，基板兩側設有壓電晶片6，兩端連接集中質量塊4，平移體上開有錐形孔8，與旋轉體7上錐形柱配合，旋轉體中間開有矩形通孔9，基板插在通孔中，用螺釘來固定，基板上兩側粘有長度不等的壓電晶片，旋轉體兩側壓電晶片反對稱布置，基板兩端連接有集中質量塊。

本實用新型一種實施方式是：實現直線運動的結構是，基板501一側粘貼的兩片壓電晶片長度不等，形成非對稱壓電雙晶片；基板另一側粘貼的壓電晶片與其沿平移體3中心對稱布置；基板兩端固有集中質量塊。

本實用新型另一種實施方式是：實現旋轉運動的結構是，基板503一側粘貼的兩片壓電晶片長度不等，形成非對稱壓電雙晶片；基板另一側粘貼的壓電晶片與其沿旋轉體9中心反對稱布置；基板兩端固有集中質量塊。

本實用新型利用不等長度的壓電晶片粘結在基板上來構建非對稱壓電慣性驅動器，該驅動器在正弦波等對稱性波形信號驅動電壓激勵下，基板帶動集中質量塊往復擺動，由于壓電晶片長度不同，因此產生雙向不同的慣性沖擊力，配合接觸面的摩擦力形成單向的移動或轉動。

本實用新型的特色與優勢在于：利用不等長度的壓電晶片形成結構的非對稱，在對稱性信號激勵下產生非對稱慣性力，與摩擦力配合實現直線與旋轉運動，驅動控制系統簡單、結構緊湊、行程大。

附圖說明

圖1是本實用新型二自由度驅動器三維結構圖；

圖2是本實用新型直線運動部分三維結構圖；

圖3是本實用新型移動體俯視圖和主視剖面圖；

圖4是本實用新型直線驅動用壓電晶片布置示意圖圖；

圖5是本實用新型旋轉部分三維結構圖；

圖6是本實用新型旋轉體主視和俯視剖面圖；

圖7是本實用新型旋轉驅動用壓電晶片布置示意圖；

具體實施方法

下面結合附圖進一步說明實施方法：

實施例1

如圖1、圖2所示，平移體3通過螺釘連接在V形塊2上，平移體前后兩側固定有兩條鈹青銅基板501、502，基板兩端連接有集中質量塊。

如圖3所示，平移體3上開有錐形孔8。

如圖4所示，基板501上對稱粘貼有兩組壓電晶片，每組雙壓電晶片長度不等。

本實用新型工作時，兩條基板上四組雙壓電晶片在對稱波電信號的激勵下將同時向前或向后擺動。當雙壓電晶片向前擺動時，產生向后的慣性沖擊力，機構向后移動一步；當雙壓電晶片在同時向后擺動時，產生向前的慣性沖擊力，機構向前移動一步。由于每組兩對壓電晶片長度不等，雙壓電晶片前后擺動時的變形量不同，產生的慣性沖擊力也不同，機構向前和向后運動的距離不同，兩者之差就是一個脈沖激勵的移動步長。在連續的脈沖的激勵下，機構宏觀上就會實現連續的直線運動。

實施例2

如圖5所示，旋轉體7放置在平移體3上，所述旋轉體上開有矩形孔9，利用螺釘將基板503固定在旋轉體上，基板上粘貼有壓電晶片，兩端連接有集中質量塊。