[發明專利]一種壓電電機和差動控制方法

有效

• 申請號: 201710423082.4
• 申請日: 2017-06-07
• 公開（公告）號: CN107154748B
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發明（設計）人: 陳西府;李明;張紅蕾
• 申請（專利權）人: 鹽城工學院
• 主分類號: H02N2/04
• 分類號: H02N2/04;H02N2/06
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 鄧超

本發明提供的一種壓電電機和差動控制方法，涉及壓電致動技術領域。其中，壓電電機包括底座以及設置于底座的動子和定子，動子通過滑軌設置于底座并能沿滑軌滑動，定子包括第一振動部件、第二振動部件、第一壓電疊層、第二壓電疊層以及第三壓電疊層。第一壓電疊層和第二壓電疊層用于在激勵信號的控制下沿平行于滑軌的方向伸縮以通過第一振動部件帶動動子沿滑軌滑動，第三壓電疊層用于在激勵信號的控制下沿垂直于滑軌的方向伸縮以通過第二振動部件控制第一振動部件與所述動子之間的壓力。通過上述設置，可以解決現有技術中因第一振動部件和第二振動部件的位移輸出不能單獨控制而存在壓電電機定位精度低的問題。

技術領域

本發明涉及壓電致動技術領域，具體而言，涉及一種壓電電機和差動控制方法。

背景技術

隨著微/納米技術的發展，眾多工程技術領域的研究都迫切需要亞微米級、微/納米級的精密作動器。但由于傳統電磁電機需要減速裝置，在微型化、高功重比的發展方向上很難突破。

隨著材料科學的發展，新型功能材料為這些應用提出了新的解決方案，其中，逆壓電效應的發現及具有優越性能的壓電陶瓷(PZT)材料的出現使得壓電精密作動器的研究得到了廣泛關注，并在精密作動領域顯示出了廣泛的應用前景。

經發明人研究發現，現有的利用壓電效應的壓電電機一般具有至少兩個振動部件，各振動部件在結構上因具有耦合性而不能進行單獨地控制，因而現有的壓電電機存在定位精度低的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種壓電電機，可以解決現有技術中因第一振動部件和第二振動部件的位移輸出不能單獨控制而存在壓電電機定位精度低的問題。

本發明的另一目的在于提供一種差動控制方法，通過對動子進行差動控制，可以進一步提高壓電電機的定位精度。

為實現上述目的，本發明實施例采用如下技術方案：

一種壓電電機，包括底座以及設置于所述底座的動子和定子，所述定子包括第一振動部件、第二振動部件、第一壓電疊層、第二壓電疊層以及第三壓電疊層。

所述動子通過滑軌設置于所述底座并能沿所述滑軌滑動，所述第一壓電疊層、第二壓電疊層以及第一振動部件設置于所述第二振動部件內部，所述第一振動部件與所述動子接觸設置且在所述動子的滑動方向上的兩側分別與所述第一壓電疊層和第二壓電疊層連接，所述第二振動部件遠離所述動子的一側與所述第三壓電疊層連接。

所述第一壓電疊層和所述第二壓電疊層用于在激勵信號的控制下沿平行于所述滑軌的方向伸縮以通過所述第一振動部件帶動所述動子沿所述滑軌滑動，所述第三壓電疊層用于在激勵信號的控制下沿垂直于所述滑軌的方向伸縮以通過所述第二振動部件控制所述第一振動部件與所述動子之間的壓力。

在本發明實施例較佳的選擇中，在上述壓電電機中，所述定子還包括第一預緊彈簧、第二預緊彈簧、固定板以及擋板，所述第二振動部件遠離所述動子的一側通過所述第一預緊彈簧和第二預緊彈簧與所述固定板連接，所述第三壓電疊層遠離所述第二振動部件的一側通過所述擋板固定于所述固定板。

在本發明實施例較佳的選擇中，在上述壓電電機中，所述定子還包括第一導向塊、第二導向塊以及第三導向塊。

所述第一壓電疊層遠離所述第一振動部件的一側通過所述第一導向塊與所述第二振動部件連接，所述第二壓電疊層遠離所述第一振動部件的一側通過所述第二導向塊與所述第二振動部件連接，所述第三壓電疊層遠離所述第二振動部件的一側通過所述第三導向塊與所述擋板連接。

在本發明實施例較佳的選擇中，在上述壓電電機中，所述定子還包括配重質量塊，所述配重質量塊與所述固定板遠離所述第二振動部件的一側連接。

在本發明實施例較佳的選擇中，在上述壓電電機中，所述第二振動部件為U型剛性結構，所述第一振動部件通過所述U型剛性結構的開口與所述動子接觸設置。