[發(fā)明專利]X形高精度高倍數(shù)柔性位移放大機(jī)構(gòu)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310407497.4
• 申請(qǐng)日: 2013-09-09
• 公開（公告）號(hào): CN103500794A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李琳;薛錚;陳亮良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L41/09
• 分類號(hào): H01L41/09;H01L41/02
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 趙文穎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種X形高精度高倍數(shù)柔性位移放大機(jī)構(gòu)，屬于精密驅(qū)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

當(dāng)前飛行器的舵面控制主要采用功率電傳PBW的方法實(shí)現(xiàn)空氣舵驅(qū)動(dòng)；功率電傳的方法主要有以下三種形式1）、集成電-液作動(dòng)器IAP（Integrated?Actuation?Package）；2）、機(jī)電作動(dòng)器EMA（Electro-mechanical?Actuator）；3）、電動(dòng)靜液作動(dòng)器EHA（Electro?Hydrostatic?Actuator）。這三種系統(tǒng)都采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)配合運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)裝置（如，泵體、絲杠等），將轉(zhuǎn)動(dòng)輸出轉(zhuǎn)換為直線輸出。液壓系統(tǒng)的構(gòu)成復(fù)雜、體積和重量都比較大，傳統(tǒng)的舵機(jī)操縱存在傳動(dòng)系統(tǒng)龐雜、驅(qū)動(dòng)精度不足。而通過空氣舵實(shí)現(xiàn)高超飛行器的姿態(tài)控制，需要能提供高精度、大行程的位移驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。智能材料雖然具有位移精度高、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，但采用智能材料的作動(dòng)器來驅(qū)動(dòng)舵面存在材料變形很小的關(guān)鍵問題。智能材料作動(dòng)器通常只有幾微米或數(shù)十微米的行程，該行程遠(yuǎn)不能滿足舵面驅(qū)動(dòng)的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，提出一種結(jié)構(gòu)緊湊、體積較小、位移放大倍數(shù)高的放大驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)中采用柔性機(jī)構(gòu)和智能材料作動(dòng)器使得在放大位移的同時(shí)仍具有較高的輸出精度。本發(fā)明的X形高精度高倍數(shù)柔性位移放大機(jī)構(gòu)，輸出位移無摩擦遲滯，用于精密驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域。

本發(fā)明的X形高精度高倍數(shù)柔性位移放大機(jī)構(gòu)，包括外X形框架、第一作動(dòng)器轉(zhuǎn)接推桿、第一智能材料作動(dòng)器、輸出端柔性鉸鏈、固定端柔性鉸鏈、第二智能材料作動(dòng)器、內(nèi)X形框架、第二作動(dòng)器轉(zhuǎn)接推桿、內(nèi)外框架柔性連接鉸鏈；

外X形框架上端設(shè)有開口，連接內(nèi)外框架柔性連接鉸鏈的右端，外X形框架底端相連，底端連接第二智能材料作動(dòng)器，第二智能材料作動(dòng)器的另一端通過第二作動(dòng)器轉(zhuǎn)接推桿連接內(nèi)外框架柔性連接鉸鏈左端，外X形框架的底端還連接固定端柔性鉸鏈；

內(nèi)X形框架上端設(shè)有開口，連接內(nèi)外框架柔性連接鉸鏈的左端，內(nèi)X形框架底端相連，底端連接第一智能材料作動(dòng)器，第一智能材料作動(dòng)器的另一端通過第一作動(dòng)器轉(zhuǎn)接推桿連接內(nèi)外框架柔性連接鉸鏈右端，內(nèi)X形框架的底端還連接輸出端柔性鉸鏈；

外X形框架位于內(nèi)X形框架外側(cè)，兩者呈X形交叉。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

（1）采用智能材料作動(dòng)器作為驅(qū)動(dòng)原件，保證了驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出位移精度高；

（2）采用新型的位移放大機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了智能材料作動(dòng)器的微位移放大功能，通過適當(dāng)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)參數(shù)，可以得到需求的位移放大倍數(shù)；

（3）新型位移放大機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，很好的利用了智能材料作動(dòng)器已占據(jù)的空間，并且實(shí)現(xiàn)了位移方向的轉(zhuǎn)換（作動(dòng)器的輸出方向與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出方向不共線）；

（4）該位移放大機(jī)構(gòu)中不存在間隙（蠕動(dòng)放大機(jī)構(gòu)或球鉸等），因此驅(qū)動(dòng)精度高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的立體機(jī)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的正視圖；

圖3是本發(fā)明的俯視圖；

圖4a是本發(fā)明的內(nèi)X形框架正視圖；

圖4b是本發(fā)明的內(nèi)X形框架左視圖；

圖5a是本發(fā)明的外X形框架正視圖；

圖5b是本發(fā)明的外X形框架左視圖；

圖6a是本發(fā)明的動(dòng)器轉(zhuǎn)接推桿結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6b是本發(fā)明的動(dòng)器轉(zhuǎn)接推桿剖面示意圖；

圖6c是本發(fā)明的動(dòng)器轉(zhuǎn)接推桿俯視圖；

圖7a是本發(fā)明的內(nèi)外框架柔性連接鉸鏈俯視圖；

圖7b是本發(fā)明的內(nèi)外框架柔性連接鉸鏈正視圖；

圖8是本發(fā)明的固定端柔性鉸鏈正視圖；

圖9是本發(fā)明裝置第一個(gè)工作狀態(tài)示意圖；

圖10是本發(fā)明裝置第二個(gè)工作狀態(tài)示意圖；

圖11是本發(fā)明裝置第一個(gè)工作原理示意圖；

圖12是本發(fā)明裝置第二個(gè)工作原理示意圖；

圖中：