[發(fā)明專利]雙足驅(qū)動壓電直線電機及電激勵方式

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310327108.7
• 申請日: 2013-07-31
• 公開（公告）號: CN103427704A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王寅;黃衛(wèi)清;李海林
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: H02N2/02
• 分類號: H02N2/02;H02N2/04;H02N2/06
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種雙足驅(qū)動壓電直線電機，其包括兩個定子組（1、1’）、動子/直線導(dǎo)軌（2）、預(yù)壓導(dǎo)軌（3）、預(yù)壓彈簧（4）及基座（5），其特征在于：所述兩個定子組（1、1’）沿軸對稱分布，所述定子組（1、1’）的一端與預(yù)壓導(dǎo)軌（3）固連，另一端與基座（5）固連，所述預(yù)壓彈簧（4）將定子組（1、1’）壓在動子/直線導(dǎo)軌（2）和預(yù)壓導(dǎo)軌（3）之間，所述兩個定子組（1、1’）在預(yù)壓彈簧（4）彈性形變產(chǎn)生的彈性回復(fù)力作用下與所述動子/直線導(dǎo)軌（2）保持接觸以使得壓電直線電機斷電自鎖。

2.如權(quán)利要求1所述的雙足驅(qū)動壓電直線電機，其特征在于：所述定子組（1）包括兩個壓電作動單元（a、b）、一個驅(qū)動足（c）及四個柔性連接件（d、e、f、g），所述壓電作動單元（a）與驅(qū)動足（c）通過柔性連接件（d、e）連接，所述壓電作動單元（b）與驅(qū)動足（c）通過柔性連接件（f、g）連接，所述兩個壓電作動單元（a、b）作動軸線相互垂直，所述壓電作動單元（a）作動軸線與動子/直線導(dǎo)軌運動方向平行，所述壓電作動單元(b)作動軸線與動子/直線導(dǎo)軌運動方向垂直，所述柔性連接件（d、e、f、g）上開設(shè)兩組類‘M’型割縫，兩組割縫沿橫截面對稱且沿軸線作90⁰扭轉(zhuǎn)。

3.如權(quán)利要求2所述的雙足驅(qū)動壓電直線電機，其特征在于：所述壓電作動單元（a）分為支撐塊（a1、a2）、拉簧（a3、a4）、銷釘（a5、a6）、軸卡（a7、a8）、疊層壓電陶瓷組（a9）、固定楔塊（aa）、調(diào)整楔塊（ab）及調(diào)整塊（ac），所述支撐塊（a1、a2）通過拉簧（a3、a4）及銷釘（a5、a6）連接成一體，所述疊層壓電陶瓷組（a9）與固定楔塊（aa）、調(diào)整楔塊（ab）及調(diào)整塊（ac）軸向串接置于支撐塊（a1、a2）間，通過所述調(diào)整楔塊（ab）的楔緊給疊層壓電陶瓷組（a9）施加預(yù)緊力，所述軸卡（a7、a8）置于銷釘（a5、a6）端部，固定銷釘沿孔向運動。

4.如權(quán)利要求3所述的雙足驅(qū)動壓電直線電機，其特征在于：所述驅(qū)動足（c）包括驅(qū)動足本體（c1）及粘接在驅(qū)動足本體（c1）端部的陶瓷球（c2），所述驅(qū)動足本體（c1)材料為45#鋼，陶瓷球（c2）材料為氧化鋯或氮化硅。

5.如權(quán)利要求4所述的雙足驅(qū)動壓電直線電機，其特征在于：所述壓電作動單元（b）上包括有疊層壓電陶瓷組（b9），所述定子組（1’）的結(jié)構(gòu)與所述定子組（1）的結(jié)構(gòu)相同。

6.如權(quán)利要求5所述的雙足驅(qū)動壓電直線電機，其特征在于：所述定子組1’中包括有兩個壓電作動單元，所述兩個壓電作動單元上包括有疊層壓電陶瓷組（a9’、b9’）。

7.一種如權(quán)利要求6所述的雙足驅(qū)動壓電直線電機的電激勵方式，其特征在于：

激勵電機兩個定子組（1、1’）四個作動單元上的四組疊層壓電陶瓷組（a9、b9、a9’、b9’），使驅(qū)動足交替驅(qū)動動子/直線導(dǎo)軌；

對垂直于動子/直線導(dǎo)軌運動方向疊層壓電陶瓷組（b9、b9’）施加同頻率且反相的正弦波電壓信號，對平行于動子/直線導(dǎo)軌運動方向疊層壓電陶瓷組（a9、a9’）施加與疊層壓電陶瓷組（b9、b9’）同頻率且有π/2相位差的正弦波電壓信號；

對垂直于動子/直線導(dǎo)軌運動方向疊層壓電陶瓷組（b9、b9’）施加同頻率且反相的方波電壓信號，對平行于動子/直線導(dǎo)軌運動方向疊層壓電陶瓷組（a9、a9’）施加與疊層壓電陶瓷組（b9、b9’）同頻率同初相位的三角波電壓信號。

8.如權(quán)利要求7所述的雙足驅(qū)動壓電直線電機的電激勵方式，其特征在于：對施加在平行于動子/直線導(dǎo)軌運動方向疊層壓電陶瓷組（a9、a9’）上激勵信號取反，以使得電機反向運動。