[發(fā)明專利]一種具有復合腳支座的定向驅(qū)動器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610416067.2
• 申請日: 2016-06-12
• 公開（公告）號: CN105871248B
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發(fā)明（設計）人: 吳越;曾祥莉;劉慶萍;任露泉;王京春;涂前進;宋正義
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學
• 主分類號: H02N2/02
• 分類號: H02N2/02;H02N2/04
• 代理公司: 長春市四環(huán)專利事務所(普通合伙)22103
• 代理人: 郭耀輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于壓電驅(qū)動領(lǐng)域，具體涉及一種具有復合腳支座的定向驅(qū)動器。

背景技術(shù)

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，微型驅(qū)動技術(shù)在超精密機械及其制造、精密測量、探測救援、生物醫(yī)療等學科領(lǐng)域中占據(jù)越來越重要的地位，各種形式各異的具有精密驅(qū)動、精密定位的新型驅(qū)動器被陸續(xù)開發(fā)出來。伴隨著壓電驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展，以壓電陶瓷為核心功能材料的驅(qū)動器在超精密定位驅(qū)動領(lǐng)域脫穎而出。壓電陶瓷驅(qū)動器具有能量密度大、響應速度快、分辨率高、抗電磁干擾、耐低溫真空環(huán)境等優(yōu)勢。然而，現(xiàn)有的壓電式微型驅(qū)動器結(jié)構(gòu)復雜、加工困難、不易更換易損易耗件，并且多為剛性結(jié)構(gòu)，工作時驅(qū)動器直接與工作平面剛性接觸，對工作環(huán)境的要求相對較高，因此設計一種結(jié)構(gòu)簡單、環(huán)境適應性強的微小型驅(qū)動器已十分重要。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決目前一般的微小型壓電驅(qū)動器結(jié)構(gòu)復雜、環(huán)境適應性差的問題，提出了一種具有復合腳支座的定向驅(qū)動器，該驅(qū)動器由壓電振子、第一支撐腿、第二支撐腿、第一腳支座和第二腳支座構(gòu)成，所述壓電振子通電發(fā)生往復彎曲變形，使兩個腳支座間距增加或減小，腳支座在往復運動過程中由于摩擦力的存在使得不同摩擦系數(shù)材質(zhì)交替與工作面接觸，因此腳支座正向和逆向運動時滑移距離不同，形成向低摩擦系數(shù)材質(zhì)所在方向的驅(qū)動能力。本發(fā)明與現(xiàn)有的壓電驅(qū)動器相比，磨損主要發(fā)生在兩個腳支座并且失效后可以更換，因此維護成本低；另一方面，驅(qū)動器本身通過柔性體腳支座與工作面相接觸，避免了剛性接觸，對工作面的要求較低，提高了環(huán)境適應性和驅(qū)動能力，同時還能延長 驅(qū)動器中壓電陶瓷的使用壽命。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明一種具有復合腳支座的定向驅(qū)動器，包括：壓電振子、第一支撐腿、第二支撐腿、第一腳支座和第二腳支座，其中：所述壓電振子由彈性基板和貼在其上下表面的壓電薄片材料組成；所述第一支撐腿和第二支撐腿為矩形薄板結(jié)構(gòu)，大小形狀完全相同；所述第一支撐腿和第二支撐腿具有一定的彈性，能夠?qū)崿F(xiàn)小角度的彎曲變形，彎曲變形的目的是為了使復合腳支座上不同摩擦系數(shù)材質(zhì)更容易過渡切換；所述第一支撐腿一端的端面粘貼在所述壓電振子第一端的下表面，另一端為自由端；所述第二支撐腿一端的端面粘貼在所述壓電振子第二端的下表面，另一端為自由端；所述第一腳支座為柱體結(jié)構(gòu)，由兩種具有不同摩擦系數(shù)的材質(zhì)復合而成，即由第一高摩擦系數(shù)材質(zhì)和第一低摩擦系數(shù)材質(zhì)對稱粘接而成；所述第二腳支座的大小、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)與所述第一腳支座完全相同；所述第一支撐腿的自由端與所述第一腳支座通過粘接的方式相連接；所述第二支撐腿的自由端與所述第二腳支座通過粘接的方式相連接；所述第一腳支座上的第一低摩擦系數(shù)材質(zhì)與所述第二腳支座上的第二高摩擦系數(shù)材質(zhì)相對布置，或所述第一腳支座上的第一高摩擦系數(shù)材質(zhì)與所述第二腳支座上的第二低摩擦系數(shù)材質(zhì)相對布置。