[發明專利]斜楔式菱形放大機構壓電粘滑直線電機及其激勵方法

有效

• 申請號: 201610387119.8
• 申請日: 2016-06-06
• 公開（公告）號: CN105897044B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 程廷海;李恒禹;張邦成;盧曉暉;何璞;殷夢飛
• 申請（專利權）人: 長春工業大學
• 主分類號: H02N2/04
• 分類號: H02N2/04;H02N2/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種斜楔式菱形放大機構壓電粘滑直線電機，該斜楔式菱形放大機構壓電粘滑直線電機由預壓力調節機構（1）、斜楔式定子（2）和動子（3）組成；所述斜楔式定子（2）固定安裝在預壓力調節機構（1）上，動子（3）固定安裝在預壓力調節機構（1）上；其特征在于：所述預壓力調節機構（1）由固定臺架（1-1）、加載平臺（1-2）和手動調節螺栓（1-3）組成；所述固定臺架（1-1）設置有動子安裝孔（1-1-1）和動子安裝基面（1-1-12），固定臺架（1-1）底部設置有沉頭孔（1-1-2），固定臺架（1-1）設置有滾珠保持架組件（1-1-4）和內側固定導軌（1-1-11），固定臺架（1-1）設置有固定螺釘（1-1-5）、鎖緊保持架（1-1-6）和鎖緊螺栓（1-1-7），鎖緊螺栓（1-1-7）通過鎖緊保持架（1-1-6）與加載平臺（1-2）固定，固定臺架（1-1）設置有手動調節螺栓安裝孔（1-1-8），通過與手動調節螺栓（1-3）螺紋連接預緊斜楔式定子（2），固定臺架（1-1）設置有下彈簧固定銷（1-1-9）和安裝彈簧（1-1-10）；所述加載平臺（1-2）設置有定子安裝孔（1-2-1），斜楔式定子（2）通過定子安裝孔（1-2-1）與加載平臺（1-2）固定，加載平臺（1-2）設置有上彈簧固定銷（1-2-3），安裝彈簧（1-1-10）固接于上彈簧固定銷（1-2-3）上，加載平臺（1-2）設置有鎖緊螺紋孔（1-2-4），通過與鎖緊螺栓（1-1-7）采用螺紋連接預緊加載平臺（1-2），加載平臺（1-2）設置有外側移動導軌（1-2-5），與加載平臺（1-2）采用螺紋連接固定。

2.根據權利要求1所述的一種斜楔式菱形放大機構壓電粘滑直線電機，其特征在于斜楔式定子（2）包括斜楔式菱形運動轉換機構（2-1）、墊片（2-2）、壓電堆疊（2-3）和預緊螺釘（2-4）；所述的斜楔式菱形運動轉換機構（2-1）設置有定子固定孔（2-1-1），斜楔式定子（2）通過定子固定孔（2-1-1）與加載平臺（1-2）固定，斜楔式菱形運動轉換機構（2-1）設置有驅動足（2-1-4）和斜楔式運動轉換器（2-1-3），斜楔式菱形運動轉換機構（2-1）設置有斜楔式菱形鉸鏈（2-1-2），斜楔式菱形運動轉換機構（2-1）設置有預緊螺釘安裝孔（2-1-5），通過與預緊螺釘（2-4）配合預緊固定壓電堆疊（2-3）；所述的壓電堆疊（2-3）的前后端面與預緊螺釘（2-4）之間設置有墊片（2-2）。

3.根據權利要求2所述的一種斜楔式菱形放大機構壓電粘滑直線電機，其特征在于斜楔式定子（2）的驅動足（2-1-4）和斜楔式運動轉換器（2-1-3），斜楔式運動轉換器（2-1-3）與驅動足（2-1-4）之間形成的夾角值為θ，其中θ取值為20°~80°。

4.根據權利要求2所述的一種斜楔式菱形放大機構壓電粘滑直線電機，其特征在于斜楔式定子（2）的鉸鏈短軸長度值為A，鉸鏈長軸長度值為B，其長軸與短軸的比值K=B/A為斜楔式菱形鉸鏈（2-1-2）在垂直驅動方向上的微位移放大倍數，其中，微位移放大倍數K取值為1~10。

5.根據權利要求2所述的一種斜楔式菱形放大機構壓電粘滑直線電機，其特征在于斜楔式定子（2）的斜楔式菱形運動轉換機構（2-1）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。

6.根據權利要求2所述的一種斜楔式菱形放大機構壓電粘滑直線電機，其特征在于定子（2）的驅動足（2-1-4）端面涂有陶瓷類或玻璃纖維類摩擦材料。

7.根據權利要求1所述的一種斜楔式菱形放大機構壓電粘滑直線電機，其特征在于斜楔式動子（3）為雙列交叉滾柱導軌，包括固定滑軌（3-1）、運動滑軌（3-2）、滾柱保持架（3-3）和端部限位螺釘（3-4）；固定滑軌（3-1）通過動子安裝螺紋孔（1-1-1）固定于動子安裝基面（1-1-12）上，固定滑軌（3-1）通過滾柱保持架（3-3）與運動滑軌（3-2）連接；端部限位螺釘（3-4）設置于固定導軌（3-1）和運動滑軌（3-2）的端部。

8.一種斜楔式菱形放大機構壓電粘滑直線電機的激勵方法，該激勵方法基于權利要求1所述的斜楔式菱形放大機構壓電粘滑直線電機實現；所述激勵方法特征在于驅動波為鋸齒波，摩擦調控波為正弦波，其中鋸齒驅動波周期為T₁，激勵電壓幅值為V₁，對稱性為D，微幅摩擦正弦調控波周期為T₂，激勵電壓幅值為V₂，鋸齒驅動波與微幅摩擦正弦調控波的周期比為T₁/T₂=10~100000，激勵電壓幅值比為V₁/V₂大于2。