[發(fā)明專利]斜梯型振幅放大機(jī)構(gòu)壓電粘滑直線電機(jī)及其激勵方法

有效

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• 申請日: 2016-06-06
• 公開（公告）號: CN106059381B
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程廷海;趙宏偉;張邦成;柳虹亮;秦峰;宋兆陽
• 申請（專利權(quán)）人: 長春工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H02N2/02
• 分類號: H02N2/02;H02N2/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種斜梯型振幅放大機(jī)構(gòu)壓電粘滑直線電機(jī)，該斜梯型振幅放大機(jī)構(gòu)壓電粘滑直線電機(jī)由基座（1）、預(yù)加載組件（2）、斜梯型定子（3）和動子（4）組成；其中預(yù)加載組件（2）固定安裝在基座（1）上，斜梯型定子（3）固定安裝在預(yù)加載組件（2）上，動子（4）固定安裝在基座（1）上；其特征在于：基座（1）包括基座安裝孔（1-1）、預(yù)加載組件安裝孔（1-2）、動子安裝基面（1-3）和動子安裝螺紋孔（1-4）；所述基座安裝孔（1-1）與外圍平臺連接，預(yù)加載組件（2）通過預(yù)加載組件安裝孔（1-2）與基座（1）固定，通過動子安裝螺紋孔（1-4）將動子（4）固定在動子安裝基面（1-3）上；預(yù)加載組件（2）包括有下固定板（2-1）、上移動板（2-2）、手動調(diào)節(jié)螺桿（2-3）和鎖緊螺桿（2-4）；所述下固定板（2-1）設(shè)置有手動調(diào)節(jié)螺桿安裝孔（2-1-1），通過與手動調(diào)節(jié)螺桿（2-3）采用螺紋連接預(yù)緊上移動板（2-2），下固定板（2-1）設(shè)置有彈簧固定螺釘（2-1-2）和預(yù)壓彈簧（2-1-4）；下固定板（2-1）設(shè)置有導(dǎo)軌固定架（2-1-3），導(dǎo)軌固定架（2-1-3）安裝有導(dǎo)軌限位螺釘（2-1-5）；下固定板（2-1）設(shè)置的沉頭孔（2-1-6）；下固定板（2-1）設(shè)置有鎖緊保持架（2-1-7）和固定螺釘（2-1-8），通過鎖緊保持架（2-1-7）和鎖緊螺桿（2-4）的螺紋連接將上移動板（2-2）固定；所述上移動板（2-2）設(shè)置有定子安裝孔（2-2-1），上移動板（2-2）設(shè)置的鎖緊螺紋孔（2-2-2）與鎖緊螺桿（2-4）采用螺紋連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種斜梯型振幅放大機(jī)構(gòu)壓電粘滑直線電機(jī)，其特征在于斜梯型定子（3）包括斜梯型振幅放大轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)（3-1）、調(diào)整墊片（3-2）、疊堆型壓電陶瓷致動器（3-3）和預(yù)緊調(diào)整螺栓（3-4）；所述斜梯型振幅放大轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)（3-1）設(shè)置有定子固定孔（3-1-1），斜梯型振幅放大轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)（3-1）設(shè)置有斜梯型菱形鉸鏈（3-1-2），斜梯型振幅放大轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)（3-1）設(shè)置有斜梯型運動轉(zhuǎn)換器（3-1-3）和驅(qū)動足（3-1-4），斜梯型振幅放大轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)（3-1）設(shè)置有預(yù)緊調(diào)整螺栓安裝孔（3-1-5），通過與預(yù)緊調(diào)整螺栓（3-4）螺紋連接固定疊堆型壓電陶瓷致動器（3-3）；所述疊堆型壓電陶瓷致動器（3-3）的前后端面與預(yù)緊調(diào)整螺栓（3-4）之間設(shè)置有調(diào)整墊片（3-2）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種斜梯型振幅放大機(jī)構(gòu)壓電粘滑直線電機(jī)，其特征在于斜梯型定子（3）的斜梯型振幅放大轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)（3-1）采用5052鋁合金、6061鋁合金、7075鋁合金、Ti-35A鈦合金或Ti-13鈦合金材料；所述預(yù)加載組件（2）的下固定板（2-1）和上移動板（2-2）采用45號鋼材料。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種斜梯型振幅放大機(jī)構(gòu)壓電粘滑直線電機(jī)，其特征在于斜梯型定子（3）的斜梯型菱形鉸鏈（3-1-2）設(shè)置有鉸鏈長軸和鉸鏈短軸，鉸鏈長軸的長度為I，鉸鏈短軸的長度為K，其鉸鏈長軸與短軸的比值e=I/K為斜梯型菱形鉸鏈（3-1-2）垂直于驅(qū)動方向的微位移放大倍數(shù)，e取值為1~10。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種斜梯型振幅放大機(jī)構(gòu)壓電粘滑直線電機(jī)，其特征在于斜梯型定子（3）的斜梯型運動轉(zhuǎn)換器（3-1-3）設(shè)置有直驅(qū)臂（3-1-8）和斜驅(qū)臂（3-1-9），直驅(qū)臂（3-1-8）與斜驅(qū)臂（3-1-9）間的夾角值為θ，其中θ取值為30°~70°。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種斜梯型振幅放大機(jī)構(gòu)壓電粘滑直線電機(jī)，其特征在于斜梯型定子（3）的驅(qū)動足（3-1-4）端面涂有陶瓷類或玻璃纖維類摩擦材料。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種斜梯型振幅放大機(jī)構(gòu)壓電粘滑直線電機(jī)，其特征在于動子（4）包括固定滑軌（4-1）、滾柱保持架（4-2）、雙列交叉滾柱導(dǎo)軌安裝螺栓（4-3）、運動滑軌（4-4）和端部限位螺釘（4-5）；所述固定滑軌（4-1）通過動子安裝螺紋孔（1-4）和雙列交叉滾柱導(dǎo)軌安裝螺栓（4-3）固定于動子安裝基面（1-3）上；運動滑軌（4-4）端面涂有陶瓷類摩擦材料，通過滾柱保持架（4-2）間接與固定滑軌（4-1）接觸。

8.一種斜梯型振幅放大機(jī)構(gòu)壓電粘滑直線電機(jī)激勵方法，該激勵方法基于權(quán)利要求1所述的斜梯型振幅放大機(jī)構(gòu)壓電粘滑直線電機(jī)實現(xiàn)；所述激勵方法特征在于，驅(qū)動波為鋸齒波，摩擦調(diào)控波為正弦波，其中鋸齒驅(qū)動波周期為T₁，激勵電壓幅值為V₁，對稱性為D，微幅摩擦正弦調(diào)控波周期為T₂，激勵電壓幅值為V₂，鋸齒驅(qū)動波與微幅摩擦正弦調(diào)控波的周期比為T₁/T₂=10~100000，激勵電壓幅值比為V₁/V₂大于2。