[發明專利]縱-彎復合蠕動式精密壓電驅動器及其激勵方法

有效

• 申請號: 201710245051.4
• 申請日: 2017-04-14
• 公開（公告）號: CN106953539B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 劉英想;王良;石勝君;劉軍考;馮培連
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H02N2/02
• 分類號: H02N2/02;H02N2/04;H02N2/10;H02N2/12
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 劉士寶

1.縱-彎復合蠕動式精密壓電驅動器，其特征在于，該壓電驅動器為一種直線輸出式縱-彎復合蠕動式精密壓電驅動器，包括固定座(1)、n個換能器(2)和直線動子(3)，其中，n為大于等于2的偶數；

n個換能器(2)并行設置在固定座(1)上，

每個換能器(2)包括縱振陶瓷組(2-1)、彎振陶瓷組(2-2)、電極片(2-3)、前夾持體(2-4)、后夾持體(2-5)和驅動足(2-6)，

彎振陶瓷組(2-2)和縱振陶瓷組(2-1)組成陶瓷組，彎振陶瓷組(2-2)和縱振陶瓷組(2-1)組成的陶瓷組設置在后夾持體(2-5)上，n個后夾持體(2-5)并行設置在固定座(1)上，前夾持體(2-4)設置在彎振陶瓷組(2-2)和縱振陶瓷組(2-1)組成的陶瓷組的前表面，前夾持體(2-4)通過驅動足(2-6)與直線動子(3)接觸，

縱振陶瓷組(2-1)包括m個縱振陶瓷片(2-1-1)，其中，m為大于等于2的偶數，縱振陶瓷片(2-1-1)沿軸線方向極化，相鄰兩個縱振陶瓷片(2-1-1)的極化方向相反，相鄰兩個縱振陶瓷片(2-1-1)之間設有電極片(2-3)，

彎振陶瓷組(2-2)包括p個彎振陶瓷片(2-2-1)，其中，p為大于等于2的偶數，每個彎振陶瓷片(2-2-1)沿軸線平均分成兩個極化區域，兩個極化區域的極化方向相反，且相鄰兩個彎振陶瓷片(2-2-1)之間正對的極化區域的極化方向相反，相鄰兩個彎振陶瓷片(2-2-1)之間設有電極片(2-3)。

2.縱-彎復合蠕動式精密壓電驅動器實現的激勵方法，該方法是基于權利要求1所述的縱-彎復合蠕動式精密壓電驅動器實現的，其特征在于，直線動子(3)實現向左與向右兩個方向運動，實現向右運動的激勵方法：

步驟一一：將n個平行設置的換能器(2)平均分成兩組，初始狀態時，在預緊力作用下，第一組換能器的驅動足(2-6)和第二組換能器的驅動足(2-6)均與直線動子(3)接觸；

步驟一二：第一組換能器的縱振陶瓷組(2-1)施加正電伸長，第一組換能器的驅動足(2-6)向上運動壓緊直線動子(3)；同時第二組換能器的縱振陶瓷組(2-1)施加負電縮短，第二組換能器的驅動足(2-6)向下運動與直線動子(3)分離；

步驟一三：第一組換能器的彎振陶瓷組(2-2)施加正電向右彎曲，在靜摩擦力的作用下驅動直線動子(3)向右移動一個步距；同時第二組換能器的彎振陶瓷組(2-2)施加負電向左彎曲；

步驟一四：第一組換能器(2)不通電，保持靜止不動；同時第二組換能器(2)的縱振陶瓷組(2-1)施加正電伸長，第二組換能器的驅動足(2-6)向上運動壓緊直線動子(3)；

步驟一五：第一組換能器的縱振陶瓷組(2-1)施加負電縮短，第一組換能器的驅動足(2-6)向下運動與直線動子(3)分離；同時第二組換能器不通電，保持靜止不動；

步驟一六：第一組換能器的彎振陶瓷組(2-2)施加負電向左彎曲；同時第二組換能器的彎振陶瓷組(2-2)施加正電向右彎曲，在靜摩擦力的作用下驅動直線動子(3)向右移動另一個步距；

步驟一七：第一組換能器的縱振陶瓷組(2-1)施加正電伸長，第一組換能器的驅動足(2-6)向上運動壓緊直線動子(3)；同時第二組換能器不通電，保持靜止不動；

步驟一八：第一組換能器不通電，保持靜止不動；同時第二組換能器的縱振陶瓷組(2-1)施加負電縮短，第二組換能器的驅動足(2-6)向下運動與直線動子(3)分離；

步驟一九：重復上述步驟一三至步驟一八，從而實現直線動子(3)向右連續驅動；

直線動子(3)實現向左與向右兩個方向運動，實現向左運動的激勵方法：

步驟二一：將n個平行設置的換能器(2)平均分成兩組，初始狀態時，在預緊力作用下，第一組換能器的驅動足(2-6)和第二組換能器的驅動足(2-6)均與直線動子(3)接觸；

步驟二二：第一組換能器的縱振陶瓷組(2-1)施加負電縮短，第一組換能器的驅動足(2-6)向下運動與直線動子(3)分離；同時第二組換能器的縱振陶瓷組(2-1)施加正電伸長，第二組換能器的驅動足(2-6)向上運動壓緊直線動子(3)；

步驟二三：第一組換能器的彎振陶瓷組(2-2)施加正電向右彎曲；同時第二組換能器的彎振陶瓷組(2-2)施加負電向左彎曲，在靜摩擦力的作用下驅動直線動子(3)向左移動一個步距；步驟二四：第一組換能器(2)施加正電伸長，第一組換能器(2)的驅動足(2-6)向上運動壓緊直線動子(3)；同時第二組換能器(2)的縱振陶瓷組(2-1)不通電，保持靜止不動；

步驟二五：第一組換能器的縱振陶瓷組(2-1)不通電，保持靜止不動；同時第二組換能器施加負電縮短，第二組換能器向下運動與直線動子(3)分離；

步驟二六：第一組換能器的彎振陶瓷組(2-2)施加負電向左彎曲，在靜摩擦力的作用下驅動直線動子(3)向左移動另一個步距；同時第二組換能器的彎振陶瓷組(2-2)施加正電向右彎曲；

步驟二七：第一組換能器的縱振陶瓷組(2-1)不通電，保持靜止不動；同時第二組換能器施加正電伸長，第二組換能器的驅動足(2-6)向上運動壓緊直線動子(3)；

步驟二八：第一組換能器的縱振陶瓷組(2-1)施加負電縮短，第一組換能器的驅動足(2-6)向下運動與直線動子(3)分離；同時第二組換能器不通電，保持靜止不動；

步驟二九：重復上述步驟二三至步驟二八，從而實現直線動子(3)向左連續驅動。