[發明專利]一種疊堆式壓電陶瓷驅動器的楔塊預緊機構及其預緊方法

有效

• 申請號: 201310700543.X
• 申請日: 2013-12-17
• 公開（公告）號: CN103671374A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 張憲民;陳為林;朱本亮
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: F16B2/14
• 分類號: F16B2/14
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 楊曉松

技術領域

本發明涉及一種預緊機構，特別涉及一種疊堆式壓電陶瓷驅動器的楔塊預緊機構及其預緊方法。

背景技術

在精密定位和精密操作系統中常使用疊堆式壓電陶瓷驅動器，壓電陶瓷的安裝對平臺的性能具有很大的影響，使用楔塊預緊機構對疊堆式壓電陶瓷驅動器進行預緊可消除壓電陶瓷驅動器和平臺間的間隙。但預緊過度易使平臺超過最大的行程，嚴重則導致精密定位平臺中一些薄弱部分的損壞，預緊不足則無法起到消除間隙的目的。已有的楔塊預緊機構存在下列問題：1、有的不能連續調節預緊的程度；2、有的安裝拆卸時需使用特殊的工具進行輔助，使用不方便；3、有的楔塊預緊機構需要在平臺上加工螺釘孔，影響了平臺整體應力分布。

公布號：CN102954323A的發明專利公開了一種用于柔順機構微動平臺的可控楔塊預緊機構，其存在以下不足：1、只能連續增加預緊量，當要減小預緊量時只能實現解除自鎖，不能實現連續減小預緊量，因此，必須將楔塊預緊機構整體從平臺拆下復位，再重新增加到需要的預緊程度，故只能單向調節，使用不方便；2、使用千分尺控制預緊量的調節，但千分尺價格較昂貴；3、楔塊預緊機構用拉簧作為主動楔塊的復位裝置，這種設計不緊湊且受基座里的空腔限制難以制造和安裝。

發明內容

本發明的目的在于為解決上述技術問題，提供一種使用簡便、結構簡單緊湊、安裝拆卸方便、造價低、與平臺結構相互獨立、易于控制調整量且可雙向連續調節的疊堆式壓電陶瓷驅動器的楔塊預緊機構。

本發明的另一目的在于提供一種使用上述疊堆式壓電陶瓷驅動器的楔塊預緊機構進行預緊的方法。

本發明的目的通過下述技術方案實現：一種疊堆式壓電陶瓷驅動器的楔塊預緊機構，包括平臺、疊堆式壓電陶瓷驅動器、基座、從動楔塊、螺紋調節桿、主動楔塊以及推拉塊，平臺上有凹槽，疊堆式壓電陶瓷驅動器、從動楔塊以及基座設置于凹槽中，凹槽一側壁與疊堆式壓電陶瓷驅動器輸出端相接，基座一側與凹槽另一側壁相接，基座具有容納槽，容納槽在基座一側壁上具有開口，從動楔塊滑動連接于開口中，從動楔塊一側面與疊堆式壓電陶瓷驅動器相接，容納槽頂部攻有螺紋通孔，螺紋調節桿包括上端的螺紋調整部和下端的連接部，螺紋調整部旋進螺紋通孔中，螺紋調節桿下端的連接部伸進容納槽中，主動楔塊開設有通槽，推拉塊設置于通槽中，通槽上端開設有導孔，所述連接部穿過導孔并與推拉塊連接，從動楔塊另一側面與主動楔塊一側面上分別設有斜面，兩斜面相接觸，主動楔塊另一側面與容納槽槽壁相接觸。

作為優選的方案進一步的，還設置有拉簧，拉簧一端與從動楔塊連接，拉簧另一端與基座相連。

作為優選的方案進一步的，容納槽內側壁底部設有凸臺，所述凸臺側面與拉簧連接，凸臺高出于拉簧外徑。

作為優選的方案進一步的，還包括圓錐銷，螺紋調節桿的連接部直徑小于螺紋調整部直徑，所述推拉塊豎向開設有豎孔，橫向開設有橫孔，豎孔與橫孔相導通，所述連接部徑向開設有銷釘孔，連接部穿接于豎孔中，所述圓錐銷穿接于橫孔和銷釘孔中。

作為優選的方案進一步的，主動楔塊的寬度由上端向下端減小，從動楔塊的寬度由下端向上端減小。

作為優選的方案進一步的，所述從動楔塊與開口之間為間隙配合。

作為優選的方案進一步的，主動楔塊和從動楔塊斜面的傾斜角度相同，斜面傾角為81.5°～87°。

作為優選的方案進一步的，所述螺紋通孔上表面設有刻度表。

一種疊堆式壓電陶瓷驅動器的預緊方法，使用上述疊堆式壓電陶瓷驅動器的楔塊預緊機構進行預緊，調整時通過旋轉螺紋調節桿使主動楔塊向下運動，推動與其斜面相接觸的從動楔塊對疊堆式壓電陶瓷驅動器進行預緊，需要減小其預緊量時，反向轉動螺紋調節桿使主動楔塊向上運動，此時，從動楔塊解除自鎖，在拉簧的回復力作用下減小其預緊量。

作為優選的方案進一步的，增大或減小的預緊量通過下式控制：

式中，l表示增大或減小的預緊量；表示螺紋調節桿旋轉的角度；n表示螺紋調節桿螺紋的線數；P表示螺紋調節桿的螺距；θ表示主動楔塊或從動楔塊的斜面傾角。

本發明的工作原理：預緊疊堆式壓電陶瓷驅動器時，順時針擰螺紋調節桿使之向下運動，推動主動楔塊豎直向下運動，由于斜面的作用，從動楔塊水平向左移動，實現對疊堆式壓電陶瓷驅動器的平穩預緊，此時，從動楔塊自鎖，拉簧處在拉伸狀態，基座上的凸臺起下限位的作用。