[發(fā)明專利]一種雙Ω形壓電直線驅(qū)動器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710457906.X
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN107276453B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董景石;梁天唯;朱澤潤;謝朋書;韓鴻翔;牟堯佳;徐智;劉思含;趙宏偉
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: H02N2/04
• 分類號: H02N2/04
• 代理公司: 長春市恒譽(yù)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 22212
• 代理人: 李榮武

本發(fā)明公開了一種雙Ω形壓電直線驅(qū)動器，屬于精密驅(qū)動技術(shù)領(lǐng)域。包括Ω形定子1(1)、Ω形定子2(2)、動子(3)、基座(4)；Ω形定子1(1)和Ω形定子2(2)鏡像對稱放置在動子(3)兩側(cè)，與動子(3)彈性接觸，同時固定安裝在基座(4)上；Ω形定子1(1)包括剛性固定座(1?1)和Ω形振子(1?2)，Ω形振子(1?2)包括壓電雙晶片1(1?2?1)、壓電雙晶片2(1?2?2)、Ω形彈性基板(1?2?3)和弧形驅(qū)動足(1?2?4)；向Ω形定子1(1)和Ω形定子2(2)施加驅(qū)動電信號，弧形驅(qū)動足(1?2?4)產(chǎn)生左右往復(fù)運(yùn)動形變，Ω形定子1(1)和Ω形定子2(2)交替步進(jìn)運(yùn)動，驅(qū)動動子(3)向右側(cè)運(yùn)動，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單緊湊，穩(wěn)定性好，精度高，負(fù)載大，能有效克服回退，可用于微納加工、航天航空、精密光學(xué)等領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明設(shè)計了一種雙Ω形壓電直線驅(qū)動器，屬于精密壓電驅(qū)動領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來，隨著機(jī)械的發(fā)展，現(xiàn)有的驅(qū)動裝置已經(jīng)不能滿足人們的需求。各種機(jī)械設(shè)備趨向于微型化，急需超精密微型驅(qū)動機(jī)構(gòu)。由于壓電陶瓷具有微納米級精度的穩(wěn)定輸出位移線性好、控制方便、分辨率高等優(yōu)點。以壓電陶瓷為核心的小型驅(qū)動器正逐步得到應(yīng)用。現(xiàn)在市面上大部分壓電驅(qū)動機(jī)構(gòu)，都有結(jié)構(gòu)復(fù)雜，行程小，精度低，負(fù)載小等缺點。

雙Ω形壓電直線驅(qū)動器是一種利用壓電雙晶片的逆壓電效應(yīng)，通過摩擦耦合帶動動子的側(cè)向位移的微型壓電驅(qū)動器，由于其緊湊的尺寸，低噪聲，快速和精確的響應(yīng)以及較低的功率消耗而具有許多應(yīng)用，能有效的克服回退現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

為了實現(xiàn)大行程，高精度，大負(fù)載、能有效克服回退現(xiàn)象的結(jié)合，本發(fā)明公開了一種雙Ω形壓電直線驅(qū)動器，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種雙Ω形壓電直線驅(qū)動器，其特征在于：包括Ω形定子1、Ω形定子2、動子、基座，Ω形定子1和Ω形定子2鏡像對稱放置在動子兩側(cè)，與動子彈性接觸同時固定安裝在基座上；所述的Ω形定子1包括剛性固定座、Ω形振子；所述的Ω形振子包括壓電雙晶片1、壓電雙晶片2、Ω形彈性基板、弧形驅(qū)動足；弧形驅(qū)動足包括左弧形驅(qū)動足、右弧形驅(qū)動足；Ω形定子1的左弧形驅(qū)動足摩擦系數(shù)大于右弧形驅(qū)動足；Ω形定子2和Ω形定子1結(jié)構(gòu)相同；向Ω形定子1施加電信號，向Ω形定子2施加比Ω形定子1滯后半個周期(T/2)的驅(qū)動電信號，弧形驅(qū)動足產(chǎn)生左右往復(fù)運(yùn)動形變，左弧形驅(qū)動足產(chǎn)生的摩擦力大于右弧形驅(qū)動足，Ω形定子1和Ω形定子2交替步進(jìn)運(yùn)動，Ω形定子1向左側(cè)形變，其右弧形驅(qū)動足產(chǎn)生摩擦阻力，Ω形定子2向右側(cè)形變，其左弧形驅(qū)動足產(chǎn)生摩擦驅(qū)動力，摩擦驅(qū)動力大于摩擦阻力，使動子向右側(cè)運(yùn)動；Ω形定子1向右側(cè)形變，其左弧形驅(qū)動足產(chǎn)生摩擦驅(qū)動力，Ω形定子2向左側(cè)形變，其右弧形驅(qū)動足產(chǎn)生摩擦阻力，摩擦驅(qū)動力大于摩擦阻力，驅(qū)動動子向右側(cè)運(yùn)動；Ω形定子1和Ω形定子2交替步進(jìn)使動子始終向右側(cè)運(yùn)動。

Ω形振子兩端固定在剛性固定座上，壓電雙晶片1和壓電雙晶片2對稱粘結(jié)在Ω形彈性基板兩側(cè)；弧形驅(qū)動足兩側(cè)設(shè)置的左弧形驅(qū)動足的摩擦系數(shù)高于右弧形驅(qū)動足；給壓電雙晶片1和壓電雙晶片2施加兩個相位差T/2的正弦驅(qū)動電信號，壓電雙晶1和壓電雙晶片2上下交替振動，使驅(qū)動足產(chǎn)生左右往復(fù)運(yùn)動形變，驅(qū)動動子向右運(yùn)動。

本發(fā)明的有益效果在于：裝置結(jié)構(gòu)簡單緊湊，行程大，負(fù)載方向與驅(qū)動力垂直，負(fù)載大，能有效克服回退。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的雙Ω形壓電直線驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的Ω形定子的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的Ω形振子的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的工作原理圖；

圖5為本發(fā)明的Ω形定子1(1)的驅(qū)動電信號波形示意圖；

圖6為本發(fā)明的Ω形定子2(2)的驅(qū)動電信號波形示意圖。