[發明專利]含二級位移放大結構的角位移型壓電作動器

有效

• 申請號: 201410543033.0
• 申請日: 2014-10-14
• 公開（公告）號: CN104362893A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 武彤暉;徐明龍;敬子建;吳成松
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02N2/04
• 分類號: H02N2/04
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

1.一種含二級位移放大結構的角位移型壓電作動器，其特征在于：包括中部菱形位移放大機構(1)，置于中部菱形位移放大機構(1)長軸方向內的壓電堆(4)，固定在中部菱形位移放大機構(1)正面的第一角位移機構(2)，固定在中部菱形位移放大機構(1)反面的第二角位移機構(3)，所述第一角位移機構(2)和第二角位移機構(3)安裝在中部菱形位移放大機構(1)短軸方向且結構相同，但第二角位移機構(3)的安裝方位為第一角位移機構(2)的安裝方位翻轉180度后所成。

2.根據權利要求1所述的一種含二級位移放大結構的角位移型壓電作動器，其特征在于：所述第一角位移機構(2)和第二角位移機構(3)的中間為圓環轉盤，圓環轉盤上下通過柔性鉸鏈連接兩個中心對稱的連桿，連桿的兩端安裝在中部菱形位移放大機構(1)短軸方向，連桿在橫向直線位移的推動下能夠使圓環轉盤繞其中心轉動，所述第一角位移機構(2)和第二角位移機構(3)在兩端相同方向的推動下，輸出的角位移相反。

3.根據權利要求2所述的一種含二級位移放大結構的角位移型壓電作動器，其特征在于：所述角位移型壓電作動器輸出的旋轉角度β的表達式為：

β=2θ=ny2R*2=nyR]]>

壓電堆(4)在長軸Y方向上伸長大小為y的位移，由于中部菱形位移放大機構(1)的菱形放大原理在短軸X方向上將產生n倍的位移，則第一角位移機構(2)和第二角位移機構(3)的上下兩根連桿同時向內側沿短軸平行的方向移動ny/2的位移，由于圓環轉盤產生的角位移為小角度，將連桿推動圓環轉盤轉動的弧度近似于連桿向內側產生的位移ny/2，則第一角位移機構(2)的圓環轉盤產生的角位移固定第一角位移機構(2)后中部菱形位移放大機構(1)將在反作用力下產生-θ的角度，同時第二角位移機構(3)相對于中部菱形位移放大機構(1)也產生了-θ的角度，因此最終含二級位移放大結構的角位移型壓電作動器輸出的角度為即通過調節中部菱形位移放大機構(1)的放大倍數與第一角位移機構(2)和第二角位移機構(3)的半徑來得到需要的最大角度。

4.根據權利要求1所述的一種含二級位移放大結構的角位移型壓電作動器，其特征在于：所述中部菱形位移放大機構(1)為菱形框架結構，菱形框架結構的短軸方向向外伸出兩臂，分別與第一角位移機構(2)和第二角位移機構(3)的兩端固定。

5.根據權利要求1所述的一種含二級位移放大結構的角位移型壓電作動器，其特征在于：所述第一角位移機構(2)和第二角位移機構(3)均為一體成型。