[實(shí)用新型]一種具有犁形結(jié)構(gòu)的慣性壓電直線驅(qū)動(dòng)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720776002.9
• 申請(qǐng)日: 2017-06-20
• 公開（公告）號(hào): CN206908531U
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程光明;康玄智;溫建明;王仁明;沈德助;吳志濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江師范大學(xué)
• 主分類號(hào): H02N2/04
• 分類號(hào): H02N2/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于壓電精密驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，涉及一種具有犁形結(jié)構(gòu)的慣性壓電直線驅(qū)動(dòng)器。

背景技術(shù)

隨著科技的進(jìn)步，在機(jī)械工程、航空航天、生物醫(yī)療、精密儀表儀器等領(lǐng)域，對(duì)精密驅(qū)動(dòng)的要求越來越高，傳統(tǒng)的機(jī)械驅(qū)動(dòng)方式已經(jīng)難以滿足需求，因此新型的驅(qū)動(dòng)方式成為了研究熱點(diǎn)。由于壓電材料具有響應(yīng)特性好、分辨率高、易微型化、單位輸出能力強(qiáng)等特點(diǎn)，以壓電材料作為驅(qū)動(dòng)元件的壓電驅(qū)動(dòng)器在精密驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域中的應(yīng)用研究日益增多。

壓電驅(qū)動(dòng)器是利用壓電材料的逆壓電效應(yīng)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的驅(qū)動(dòng)器。近年來以壓電材料制作的超聲式壓電馬達(dá)、直動(dòng)式壓電電機(jī)、步進(jìn)式壓電驅(qū)動(dòng)器、慣性式壓電驅(qū)動(dòng)器等開發(fā)應(yīng)用較多，其中慣性式壓電驅(qū)動(dòng)器具有行程大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、運(yùn)動(dòng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，已成為目前的熱點(diǎn)研究方向，現(xiàn)有的壓電慣性驅(qū)動(dòng)器大多是應(yīng)用鋸齒波非對(duì)稱電信號(hào)驅(qū)動(dòng)對(duì)稱夾持的壓電振子，但這種驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電路信號(hào)不易于產(chǎn)生、機(jī)構(gòu)不容易控制，有較大回退運(yùn)動(dòng)等缺點(diǎn)，并且當(dāng)前具有犁形結(jié)構(gòu)作用的慣性壓電驅(qū)動(dòng)器研究也較少。

鑒于目前壓電慣性驅(qū)動(dòng)器所存在的問題，本實(shí)用新型提出一種具有犁形結(jié)構(gòu)的慣性壓電直線驅(qū)動(dòng)器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種具有犁形結(jié)構(gòu)的慣性壓電直線驅(qū)動(dòng)器，以解決目前存在的驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電路信號(hào)不易于產(chǎn)生、機(jī)構(gòu)不容易控制，有較大回退運(yùn)動(dòng)等問題。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：頂蓋中部設(shè)置懸臂梁，懸臂梁通過螺栓和夾持塊與壓電雙晶片一端固接，壓電雙晶片另一端粘接質(zhì)量塊，以此形成驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明所述的懸臂梁端部與夾持塊形成對(duì)稱夾持，配合對(duì)稱波形電信號(hào)激勵(lì)壓電雙晶片，以此獲得對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)力。

本發(fā)明所述的驅(qū)動(dòng)器底板兩側(cè)設(shè)有犁形驅(qū)動(dòng)足形成犁形結(jié)構(gòu)，通過犁形結(jié)構(gòu)控制前進(jìn)和后退方向上的摩擦力變化。

本發(fā)明所述的頂蓋與底板由圓柱梁一、圓柱梁二、圓柱梁三、圓柱梁四通過過盈配合連接。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)新穎簡(jiǎn)單，采用對(duì)稱夾持的壓電雙晶片作為驅(qū)動(dòng)源，配合對(duì)稱波形電信號(hào)和非對(duì)稱的摩擦力，可略去復(fù)雜的電路系統(tǒng)；通過犁形結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可有效減弱慣性壓電驅(qū)動(dòng)器回退的現(xiàn)象。

附圖說明

圖1為具有犁形結(jié)構(gòu)的慣性壓電直線驅(qū)動(dòng)器整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為頂蓋結(jié)構(gòu)三視圖；

圖3為犁形結(jié)構(gòu)三視圖；

圖4為夾持塊左視圖與主視圖；

圖5為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

驅(qū)動(dòng)器頂蓋1中部設(shè)置懸臂梁12，懸臂梁12通過螺栓10和夾持塊11與壓電雙晶片9一端固接，并在壓電雙晶片9另一端粘接質(zhì)量塊7，以此形成驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。懸臂梁12端部與夾持塊11形成對(duì)稱夾持，再配合對(duì)稱波形電信號(hào)激勵(lì)壓電雙晶片9，以此獲得對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)力。

驅(qū)動(dòng)器底板4兩側(cè)設(shè)有犁形驅(qū)動(dòng)足5形成犁形結(jié)構(gòu)，通過犁形結(jié)構(gòu)控制前進(jìn)和后退方向上的摩擦力變化；頂蓋1與底板4由圓柱梁一2、圓柱梁二3、圓柱梁三6、圓柱梁四8通過過盈配合連接。

工作方式：

給壓電雙晶片施加對(duì)稱方波激勵(lì)信號(hào)，壓電雙晶片會(huì)在其厚度方向上往復(fù)振動(dòng)，由于懸臂梁和夾持塊對(duì)稱配合，對(duì)稱夾持壓電雙晶片，故使驅(qū)動(dòng)臂來回振動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的振幅相同，產(chǎn)生的慣性驅(qū)動(dòng)力就會(huì)形成對(duì)稱慣性力，以此為驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)力。

在驅(qū)動(dòng)器犁形結(jié)構(gòu)的作用下，驅(qū)動(dòng)器往圖1所示左側(cè)運(yùn)動(dòng)時(shí)摩擦力小，往圖1所示右側(cè)運(yùn)動(dòng)時(shí)摩擦力變大，由于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生對(duì)稱驅(qū)動(dòng)力，故在一個(gè)周期內(nèi)驅(qū)動(dòng)器往圖1所示左側(cè)運(yùn)動(dòng)位移大，往圖1所示右側(cè)運(yùn)動(dòng)位移小，總體往圖1所示左側(cè)前進(jìn)一步。且可通過合理方式控制驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)力，使其小于往圖1所示右側(cè)運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力，此時(shí)，驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)力不足以克服摩擦力使驅(qū)動(dòng)器往圖1所示右側(cè)運(yùn)動(dòng)，故驅(qū)動(dòng)器往圖1所示右側(cè)無位移，以此達(dá)到控制回退的作用。