[實(shí)用新型]四足對(duì)稱差動(dòng)作動(dòng)壓電步進(jìn)直線電機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720196742.5
• 申請(qǐng)日: 2017-03-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN206686101U
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王寅;崔長(zhǎng)彩;張玉芝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華僑大學(xué)
• 主分類號(hào): H02N2/02
• 分類號(hào): H02N2/02;H02N2/04;H02N2/06
• 代理公司: 廈門(mén)市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司35204
• 代理人: 張松亭

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及壓電精密致動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種四足對(duì)稱差動(dòng)作動(dòng)壓電步進(jìn)直線電機(jī)。

背景技術(shù)

目前實(shí)現(xiàn)大行程精密步進(jìn)驅(qū)動(dòng)的方式主要是尺蠖式精密驅(qū)動(dòng)和慣性摩擦驅(qū)動(dòng)兩種方式。尺蠖式精密驅(qū)動(dòng)能夠提供較大的精度和推力，但是由于它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)頻率較小，從而導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)速度小，結(jié)構(gòu)的復(fù)雜還導(dǎo)致控制難度加大，安裝精度難以控制，另外，尺蠖型精密驅(qū)動(dòng)的配合磨損嚴(yán)重，最終導(dǎo)致接觸不良，性能弱化；摩擦慣性壓電驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、控制較容易、驅(qū)動(dòng)速度較大，但是由于摩擦慣性壓電驅(qū)動(dòng)裝置缺少鉗位機(jī)構(gòu)而導(dǎo)致預(yù)緊力不足，推力小。

疊層壓電陶瓷因性能較優(yōu)越，近年來(lái)制造工藝的提升，大規(guī)模生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)，越來(lái)越多的被應(yīng)用在精密驅(qū)動(dòng)上。利用疊層壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)制成的壓電直線電機(jī)有很多優(yōu)點(diǎn)：位移分辨力高、承載力大、輸出剛度高、輸出位移重復(fù)性好、控制簡(jiǎn)單易操作、能夠克服電磁干擾、高溫、低溫等問(wèn)題。但目前的非共振式壓電電機(jī)主要問(wèn)題在于疊層壓電陶瓷的遲滯效應(yīng)影響，導(dǎo)致壓電直線電機(jī)的回程誤差積累而增大其定位誤差，能解決該問(wèn)題的雙足驅(qū)動(dòng)壓電直線電機(jī)也存在大行程、大推力與高精度難以兼顧的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種四足對(duì)稱差動(dòng)作動(dòng)壓電步進(jìn)直線電機(jī)，綜合利用尺蠖式壓電精密驅(qū)動(dòng)和摩擦慣性壓電驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn),解決大行程、大推力與高精度難以兼顧的問(wèn)題。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種四足對(duì)稱差動(dòng)作動(dòng)壓電步進(jìn)直線電機(jī)，包括第一驅(qū)動(dòng)足、第二驅(qū)動(dòng)足、第三驅(qū)動(dòng)足、第四驅(qū)動(dòng)足、第一支撐機(jī)構(gòu)、第二支撐機(jī)構(gòu)、第三支撐機(jī)構(gòu)、第四支撐機(jī)構(gòu)、預(yù)緊機(jī)構(gòu)、動(dòng)子和基座；所述第一驅(qū)動(dòng)足、第二驅(qū)動(dòng)足、第三驅(qū)動(dòng)足和第四驅(qū)動(dòng)足相對(duì)于所述動(dòng)子呈對(duì)稱分布，且所述第一驅(qū)動(dòng)足和所述第二驅(qū)動(dòng)足、所述第三驅(qū)動(dòng)足和所述第四驅(qū)動(dòng)足分別沿徑向?qū)ΨQ分布，所述第一驅(qū)動(dòng)足和所述第三驅(qū)動(dòng)足、所述第二驅(qū)動(dòng)足和所述第四驅(qū)動(dòng)足分別沿軸向?qū)ΨQ分布；所述第一驅(qū)動(dòng)足的一端通過(guò)所述第一支撐機(jī)構(gòu)與所述基座固連，另一端通過(guò)所述預(yù)緊機(jī)構(gòu)緊抱所述動(dòng)子；所述第二驅(qū)動(dòng)足的一端通過(guò)所述第二支撐機(jī)構(gòu)與所述基座固連，另一端通過(guò)所述預(yù)緊機(jī)構(gòu)緊抱所述動(dòng)子；所述第三驅(qū)動(dòng)足的一端通過(guò)所述第三支撐機(jī)構(gòu)與所述基座固連，另一端通過(guò)所述預(yù)緊機(jī)構(gòu)緊抱所述動(dòng)子；所述第四驅(qū)動(dòng)足的一端通過(guò)所述第四支撐機(jī)構(gòu)與所述基座固連，另一端通過(guò)所述預(yù)緊機(jī)構(gòu)緊抱所述動(dòng)子；

所述第一驅(qū)動(dòng)足包括第一柔性萬(wàn)向節(jié)、第二柔性萬(wàn)向節(jié)、疊層壓電陶瓷、位移轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)和耐磨陶瓷球；所述第一柔性萬(wàn)向節(jié)的一端與所述第一支撐機(jī)構(gòu)相連，另一端與所述疊層壓電陶瓷的一端相連；所述第二柔性萬(wàn)向節(jié)的一端與所述疊層壓電陶瓷的另一端相連，另一端與所述位移轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)相連；所述位移轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)通過(guò)所述耐磨陶瓷球與所述動(dòng)子相連；所述第二驅(qū)動(dòng)足、第三驅(qū)動(dòng)足、第四驅(qū)動(dòng)足的結(jié)構(gòu)和所述第一驅(qū)動(dòng)足的結(jié)構(gòu)相同。

所述預(yù)緊機(jī)構(gòu)包括第一支撐體、第二支撐體、第三支撐體、第四支撐體、第一彈簧片、第二彈簧片和彈性壓緊裝置；所述第一驅(qū)動(dòng)足的位移轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)通過(guò)所述第一支撐體與所述第一彈簧片相連；所述第二驅(qū)動(dòng)足的位移轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)通過(guò)所述第二支撐體與所述第一彈簧片相連；所述第三驅(qū)動(dòng)足的位移轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)通過(guò)所述第三支撐體與所述第二彈簧片相連；所述第四驅(qū)動(dòng)足的位移轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)通過(guò)所述第四支撐體與所述第二彈簧片相連；所述彈性壓緊裝置用于壓緊所述第一彈簧片和所述第二彈簧片，使所述第一驅(qū)動(dòng)足、第二驅(qū)動(dòng)足、第三驅(qū)動(dòng)足和第四驅(qū)動(dòng)足通過(guò)所述預(yù)緊機(jī)構(gòu)緊抱動(dòng)子，其伸縮作用通過(guò)所述位移轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)傳遞到動(dòng)子，輸出位移的方向與四驅(qū)動(dòng)足伸縮的方向平行。

所述預(yù)緊機(jī)構(gòu)包括第一支撐體、第二支撐體、第三支撐體、第四支撐體、第一彈簧片、第二彈簧片和彈性線圈；所述第一驅(qū)動(dòng)足的位移轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)通過(guò)所述第一支撐體與所述第一彈簧片相連；所述第二驅(qū)動(dòng)足的位移轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)通過(guò)所述第二支撐體與所述第一彈簧片相連；所述第三驅(qū)動(dòng)足的位移轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)通過(guò)所述第三支撐體與所述第二彈簧片相連；所述第四驅(qū)動(dòng)足的位移轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)通過(guò)所述第四支撐體與所述第二彈簧片相連；所述彈性線圈繞在所述第一彈簧片和所述第二彈簧片的中間；所述第一驅(qū)動(dòng)足、第二驅(qū)動(dòng)足、第三驅(qū)動(dòng)足和第四驅(qū)動(dòng)足通過(guò)所述預(yù)緊機(jī)構(gòu)緊抱動(dòng)子，其伸縮作用通過(guò)所述位移轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)傳遞到動(dòng)子，輸出位移的方向與四驅(qū)動(dòng)足伸縮的方向平行。

所述第一支撐體、第二支撐體、第三支撐體和第四支撐體為形狀大小相同的球體。