[實用新型]基于慣性沖擊的三自由度壓電驅動平臺

有效

• 申請號: 201720357994.1
• 申請日: 2017-04-07
• 公開（公告）號: CN206686103U
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 李曉韜;楊航
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: H02N2/06
• 分類號: H02N2/06;H02N2/04
• 代理公司: 長春市恒譽專利代理事務所(普通合伙)22212
• 代理人: 李榮武

技術領域

本實用新型涉及一種精密驅動器，更具體的說，它是一種基于慣性沖擊的三自由度壓電驅動平臺。

背景技術

傳統的運動平臺主要由電磁型旋轉電機驅動，這種驅動方式事實性較差，可實現的直線運動定位精度或速度較低并產生電磁干擾。壓電驅動器從定位精度、響應速度等方面而言具有明顯的優勢，基于壓電驅動開發的多自由度定位平臺研究已成為近年來的熱點。但是基于不同種類的壓電驅動器的動平臺目前仍存在許多不足。采用本發明的壓電驅動平臺不僅能實現三個自由度的運動，還利用了壓電慣性驅動器的精密驅動輸出提高了驅動平臺的線速度、角速度和驅動力。此外，通過引入導軌來提高壓電驅動器定向輸出的精度和穩定性。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題，是針對前述背景技術的缺陷和不足設計一種基于慣性沖擊的三自由度壓電驅動平臺，實現平面三自由度的大行程、高精度、高速度的輸出要求。

參閱圖1至圖10，為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案予以實現。本實用新型所提供的基于慣性沖擊的三自由度壓電驅動平臺包括有輸出平臺、金屬基板、慣性質量塊、壓電晶片、驅動器連接軸、上滑板、下滑板、圓柱導軌與固定平臺。

輸出平臺放置在驅動器連接軸的頂部與驅動器連接軸螺栓固定連接，四個金屬基板插入驅動器連接軸側面的四個細長槽與驅動器連接軸過盈配合固定，兩個壓電晶片對稱放置在每個金屬基板的兩側與金屬基板粘接固定連接，兩個慣性質量塊對稱放置在每個金屬基板的端部兩側與金屬基板螺栓固定連接，驅動器連接軸的底部與上滑板上表面的環形凹槽間隙配合，下滑板的兩個短細長鋼條和上滑板的兩個細長滑槽滑動配合，兩個圓柱導軌對稱放置于固定平臺的內部并與固定平臺焊接固定連接，下滑板放置在兩個圓柱導軌的頂部。

技術方案中所述的輸出平臺為鋼板制成的圓形零件，輸出平臺加工有四個關于中心對稱的通孔。

技術方案中所述的金屬基板為金屬板制成的矩形零件，金屬基板的末端加工有圓形通孔。

技術方案中所述的慣性質量塊為金屬塊制成的長方體零件，慣性質量塊的中心加工有圓形通孔。

技術方案中所述的壓電晶片為壓電陶瓷制成的矩形薄片零件。

技術方案中所述的驅動器連接軸為鋼制圓柱體零件，驅動器連接軸側面均布加工四個細長槽，驅動器連接軸頂部加工有四個螺紋孔。

技術方案中所述的上滑板由一塊矩形鋼板制成，上滑板上表面中部加工有環形凹槽、下表面加工有兩個平行細長滑槽。

技術方案中所述的下滑板為兩塊平行短細長鋼條和兩塊平行長細長鋼條垂直焊接而成的零件。

技術方案中所述的圓柱導軌為細長圓柱形零件。

技術方案中所述的固定平臺是由金屬板焊接制成的U型零件。

本實用新型的有益效果是：

(1)本實用新型利用壓電驅動器驅動與導軌的結合，使部分零件之間構成一個轉動副和兩個移動副，實現壓電驅動平臺的三個自由度。具有大行程、高精度、響應快、運動方式靈活的優點。

(2)驅動器四個壓電振子關于X、Y軸對稱，采用雙壓電晶片振子相比以往的單壓電晶片振子的優點是輸出力對稱，輸出誤差小。使得壓電驅動平臺的輸出位移更加穩定，有利于輸出位移精度的提高。

附圖說明

圖1是基于慣性沖擊的三自由度壓電驅動平臺的軸測圖；

圖2是基于慣性沖擊的三自由度壓電驅動平臺的輸出平臺1、金屬基板2、慣性質量塊3、壓電晶片4和驅動器連接軸5的爆炸圖；

圖3是基于慣性沖擊的三自由度壓電驅動平臺的驅動器連接軸5與上滑板6的軸測圖；

圖4是基于慣性沖擊的三自由度壓電驅動平臺的驅動器連接軸5、輸出平臺1與上滑板6的剖視圖；

圖5是基于慣性沖擊的三自由度壓電驅動平臺的上滑板6和下滑板7滑動配合的軸測圖；

圖6是基于慣性沖擊的三自由度壓電驅動平臺的下滑板7、圓柱導軌8與固定平臺9滑動配合的軸測圖；

圖7是基于慣性沖擊的三自由度壓電驅動平臺的輸出平臺1的軸測圖；

圖8是基于慣性沖擊的三自由度壓電驅動平臺的上滑板6的軸測圖；

圖9是基于慣性沖擊的三自由度壓電驅動平臺的下滑板7的軸測圖；

圖10是基于慣性沖擊的三自由度壓電驅動平臺的固定平臺9的軸測圖；

圖中：1.輸出平臺，2.金屬基板，3.慣性質量塊，4.壓電晶片，5.驅動器連接軸，6.上滑板，7.下滑板，8.圓柱導軌，9.固定平臺。

具體實施方式