[實用新型]采用鉸鏈傳動機構(gòu)的壓電驅(qū)動型精密旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置

有效

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• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN207720042U
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發(fā)明（設計）人: 趙宏偉;秦峰;程廷海;白元元;薛博然;趙丹;王云藝;國磊
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學
• 主分類號: H02N2/10
• 分類號: H02N2/10;H02N2/12
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 王怡敏

本實用新型涉及一種采用鉸鏈傳動機構(gòu)的壓電驅(qū)動型精密旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，屬于精密工程技術(shù)領域。包括底座、旋轉(zhuǎn)臺面、定子組件和軸承等單元，底座與旋轉(zhuǎn)臺面通過軸承連接，底座與定子組件通過螺栓連接，旋轉(zhuǎn)臺面與定子組件通過驅(qū)動足前端接觸配合，底座和旋轉(zhuǎn)臺面與軸承均為過盈配合。當激勵電信號作用于壓電疊堆時，壓電疊堆基于逆壓電效應產(chǎn)生軸向伸長，使驅(qū)動足產(chǎn)生切向位移，驅(qū)動旋轉(zhuǎn)臺面產(chǎn)生精確旋轉(zhuǎn)運動，通過改變驅(qū)動電壓方向和時序，即可控制旋轉(zhuǎn)臺面產(chǎn)生正向、反向旋轉(zhuǎn)運動以及實現(xiàn)定位。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、定位精度高以及響應速度快等諸多技術(shù)優(yōu)勢，在精密工程技術(shù)領域有廣泛的應用前景。

技術(shù)領域

本實用新型涉及精密工程技術(shù)領域，特別涉及一種采用鉸鏈傳動機構(gòu)的壓電驅(qū)動型精密旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置。

背景技術(shù)

近年來，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，微納米技術(shù)在生命科學、微電子學、光學、超精密機械及其制造、精密測量、醫(yī)藥衛(wèi)生、半導體、生物化學、數(shù)據(jù)存儲等學科領域中占據(jù)越來越重要的地位。微機械技術(shù)、微納米測量技術(shù)、微納米級的定位和驅(qū)動技術(shù)已成為當今世界高新技術(shù)領域的熱門。形式各異的具有精密驅(qū)動、精密測量和精密定位功能的新型驅(qū)動裝置被陸續(xù)研制開發(fā)出來。已有的驅(qū)動裝置往往存在結(jié)構(gòu)尺寸偏大、定位精度低等缺點；盡管其中也有一些驅(qū)動器輸出穩(wěn)定、精度高，但行程小，嚴重限制了其應用的范圍；而壓電陶瓷材料具有頻率響應高、體積小、位移分辨率高、發(fā)熱少、無噪聲、輸出力大、換能效率高、驅(qū)動力大、驅(qū)動功率低、工作頻率寬、不受電磁干擾等諸多優(yōu)點，因此近年來由此類元件作為精密驅(qū)動的微納米級精密驅(qū)動器越來越受到關(guān)注。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種采用鉸鏈傳動機構(gòu)的壓電驅(qū)動型精密旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的結(jié)構(gòu)尺寸偏大、定位精度低以及行程小等技術(shù)問題。

本實用新型的上述目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

采用鉸鏈傳動機構(gòu)的壓電驅(qū)動型精密旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，包括底座1、旋轉(zhuǎn)臺面2、定子組件3和軸承4；所述底座1 通過軸承4與旋轉(zhuǎn)臺面2配合連接；所述底座1 通過定子固定螺釘3-3與定子組件3緊固連接；所述底座1與軸承4過盈配合；所述旋轉(zhuǎn)臺面2 通過驅(qū)動足一3-1-1-1和驅(qū)動足二3-1-2-1與定子組件3接觸配合；所述旋轉(zhuǎn)臺面2與軸承4過盈配合。

所述的底座1包括定子支撐臺1-1和軸承支撐柱1-2；所述底座1的上表面中部設置定子支撐臺1-1，與定子支架3-1-3的下表面接觸配合，防止底座1的上表面與驅(qū)動鉸鏈一3-1-1和驅(qū)動鉸鏈二3-1-2發(fā)生干涉；所述定子支撐臺1-1上均勻設有N個定子固定螺紋孔1-1-1，其中N為大于等于1的正整數(shù)；所述底座1的上表面中部設置軸承支撐柱1-2；所述軸承支撐柱1-2的上端部設置有凸臺1-2-1。

所述的旋轉(zhuǎn)臺面2包括內(nèi)螺紋孔2-1、旋轉(zhuǎn)臺側(cè)壁2-2、軸承安裝座2-3和軸承限位槽2-4；旋轉(zhuǎn)臺面2上表面端部均勻設置有W圈內(nèi)螺紋孔2-1，其中W為大于等于1的正整數(shù)，每圈設置有E個內(nèi)螺紋孔2-1，其中E為大于等于1的正整數(shù)；所述旋轉(zhuǎn)臺面2的外圓周邊緣設置有旋轉(zhuǎn)臺側(cè)壁2-2；所述旋轉(zhuǎn)臺面2下表面中部設置有軸承安裝座2-3；所述軸承安裝座2-3的上端部設置有軸承限位槽2-4。

所述的定子組件3包括定子3-1、壓電疊堆3-2、定子固定螺釘3-3、預緊螺釘3-4和調(diào)整墊片3-5；所述定子3-1包括驅(qū)動鉸鏈一3-1-1、驅(qū)動鉸鏈二3-1-2和定子支架3-1-3；所述驅(qū)動鉸鏈一3-1-1前端橫梁中部設置有驅(qū)動足一3-1-1-1，所述驅(qū)動鉸鏈一3-1-1一側(cè)的剛性梁一3-1-1-4的兩側(cè)端部設置有柔性鉸鏈一3-1-1-2，所述驅(qū)動鉸鏈一3-1-1的另一側(cè)的剛性梁一3-1-1-4的兩側(cè)端部設置有柔性鉸鏈二3-1-1-3，柔性鉸鏈二3-1-1-3與柔性鉸鏈一3-1-1-2的厚度之比的取值范圍為0.1~0.9；通過改變剛性梁一3-1-1-4厚度可以改變驅(qū)動鉸鏈一3-1-1的軸向剛度；所述驅(qū)動鉸鏈一3-1-1設置有壓電元件固定槽一3-1-1-5；