[發明專利]一種基于壓電精密驅動的直線雙向作動器及其工作方法

在審

• 申請號: 201711326970.0
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN107919812A
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 彭瀚旻;楊劍之;朱攀丞;圣娟
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02N2/02
• 分類號: H02N2/02;H02N2/06
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所32237
• 代理人: 賀翔

1.一種基于壓電精密驅動的直線雙向作動器，其特征在于，包括:第一磷青銅基體（1）、安裝于第一磷青銅基體（1）上的第一壓電陶瓷片（2）、連接第一磷青銅基體（1）和第二磷青銅基體（4）的連接桿（3）、安裝于第二磷青銅基體（4）上的第二壓電陶瓷片（5）；

第一磷青銅基體（1）的下部開有溝槽，形成第一磷青銅基體的雙足(6)；

第二磷青銅基體（4）的下部開有溝槽，形成第二磷青銅基體的雙足(7)；

第一壓電陶瓷片（2）非對稱地安裝在第一磷青銅基體（1）上端面，第二壓電陶瓷片（5）非對稱地安裝在第二磷青銅基體（4）上端面。

2.根據權利要求1所述的一種基于壓電精密驅動的直線雙向作動器，其特征在于，連接桿（3）為剛性桿。

3.根據權利要求1所述的一種基于壓電精密驅動的直線雙向作動器，其特征在于，第一磷青銅基體（1）與第二磷青銅基體（4）的兩側分別由一根連接桿（3）連接,且連接桿（3）不連接在第一磷青銅基體的雙足(6)或第二磷青銅基體的雙足(7)上。

4.根據權利要求1所述的一種基于壓電精密驅動的直線雙向作動器，其特征在于，第一磷青銅基體（1）下部的第一磷青銅基體的雙足(6)和第二磷青銅基體（4）下部的第二磷青銅基體的雙足(7)均有傾角，第一磷青銅基體的雙足(6)傾角傾斜方向相同，第二磷青銅基體的雙足(7)傾角傾斜方向相同。

5.根據權利要求1所述的一種基于壓電精密驅動的直線雙向作動器，其特征在于，第一磷青銅基體（1）和第二磷青銅基體（4）均為非對稱結構。

6.根據權利要求1所述的一種基于壓電精密驅動的直線雙向作動器，其特征在于，第一磷青銅基體（1）與第二磷青銅基體（4）的結構相同、布置方向相反。

7.根據權利要求1所述的一種基于壓電精密驅動的直線雙向作動器，其特征在于，第一壓電陶瓷片（2）緊貼第一磷青銅基體（1）的上端邊緣安裝，并遠離第一磷青銅基體（1）和第二磷青銅基體（4）的相對端；

第二壓電陶瓷片（5）緊貼第二磷青銅基體（4）上端邊緣安裝，并遠離第一磷青銅基體（1）和第二磷青銅基體（4）的相對端。

8.根據權利要求1至7中任一項所述的一種基于壓電精密驅動的直線雙向作動器，其特征在于，第一磷青銅基體（1）下部開有直角梯形槽，第一磷青銅基體（1）位于所述直角梯形槽直槽面一端的端面開斜切面，所述直角梯形槽與第一磷青銅基體（1）的兩端面形成第一磷青銅基體的雙足（6）；

第二磷青銅基體（4）下部開有直角梯形槽，第二磷青銅基體（4）位于所述直角梯形槽直槽面一端的端面開斜切面，所述直角梯形槽與第二磷青銅基體（4）的兩端面形成第二磷青銅基體的雙足（7）；

第一磷青銅基體（1）位于第一磷青銅基體（1）下方直角梯形槽斜槽面一端的端面與第二磷青銅基體（4）位于第二磷青銅基體（4）下方直角梯形槽斜槽面一端的端面相對。

9.一種基于壓電精密驅動的直線雙向作動器的工作方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，第一壓電陶瓷片（2）在正余弦電壓的作用下，使第一磷青銅基體（1）雙足產生同向的高頻擺動，由于其雙足具有一定角度的傾角，結構不對稱，使第一磷青銅基體（1）產生定向移動，通過連接桿（3）帶動整個作動器定向移動；

步驟2，第二壓電陶瓷片（5）在正余弦電壓的作用下，使第二磷青銅基體（4）雙足產生同向的高頻擺動，由于其雙足具有一定角度的傾角，結構不對稱，且第二磷青銅基體（4）布置方向與第一磷青銅基體（1）相反，故產生與步驟 1 相反方向的移動，通過連接桿（3）帶動整個作動器定向移動；

步驟3， 通過給第一壓電陶瓷片(2)加正余弦電壓，使整個作動器如步驟 1進行運動，通過給第二壓電陶瓷片（5）加正余弦電壓，使整個作動器如步驟 2進行與步驟 1相反方向的運動；

步驟 4，根據操作者需要，通過控制給第一壓電陶瓷片（2）或者第二壓電陶瓷片（5）加正余弦電場來控制作動器的移動，并通過對作動器位置實時監測，以達到精準定位。