[發明專利]一種精密加載式壓電直線電機及其驅動方法

有效

• 申請號: 201810176952.7
• 申請日: 2018-03-04
• 公開（公告）號: CN108322087B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 程廷海;于洋;高琪;唐晚靜
• 申請（專利權）人: 長春工業大學
• 主分類號: H02N2/04
• 分類號: H02N2/04;H02N2/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種精密加載式壓電直線電機，該壓電直線電機包括底座（1）、導軌組件（2）、安裝螺釘Ⅰ（3）、定子組件（4）、安裝螺釘Ⅱ（5）、導向機構（6）、擋板（7）、固定螺釘Ⅰ（8）、螺紋副（9）和鎖緊螺釘（10）；所述導軌組件（2）通過安裝螺釘Ⅰ（3）和安裝螺孔Ⅰ（1-2）螺紋連接固定在底座（1）上；所述導向機構（6）置于底座（1）內部，與底座內表面（1-4）滑動接觸；所述定子組件（4）通過安裝螺釘Ⅱ（5）和安裝螺孔Ⅱ（6-3-1）螺紋連接固定在導向機構（6）上部；所述擋板（7）通過固定螺釘Ⅰ（8）和固定螺孔Ⅰ（1-5）螺紋連接固定在底座（1）側邊；所述螺紋副（9）通過膠粘放置在擋板（7）中心位置；所述導軌組件（2）包括定導軌（2-1）、沉頭孔Ⅰ（2-2）、滾柱保持架（2-3）和動導軌（2-4），所述滾柱保持架（2-3）放置于定導軌（2-1）和動導軌（2-4）之間；所述底座（1）設置有導軌組件安裝平面（1-1）和安裝螺孔Ⅰ（1-2），安裝螺釘Ⅰ（3）穿過沉頭孔Ⅰ（2-2）與安裝螺孔Ⅰ（1-2）螺紋連接，將導軌組件（2）安裝在導軌組件安裝平面（1-1）上部；所述底座（1）還設置有固定螺孔Ⅱ（1-3）、底座內表面（1-4）、固定螺孔Ⅰ（1-5）、矩形凹槽（1-6）和鎖緊螺孔（1-7）；所述鎖緊螺孔（1-7）與鎖緊螺釘（10）螺紋連接；所述矩形凹槽（1-6）與導向機構（6）滑動接觸；所述底座（1）采用45號鋼材料；所述導向機構（6）包括導向軸（6-1）、彈簧（6-2）和導向塊（6-3）；所述導向軸（6-1）一端的外螺紋與固定螺孔Ⅱ（1-3）螺紋連接，所述彈簧（6-2）套在導向軸（6-1）外側，放置在底座（1）與導向塊（6-3）之間；所述導向塊（6-3）設置有安裝螺孔Ⅱ（6-3-1）、盲孔（6-3-2）和導向塊側板（6-3-3），所述盲孔（6-3-2）與導向軸（6-1）間隙配合；所述導向塊側板（6-3-3）與矩形凹槽（1-6）滑動接觸；通過安裝螺孔Ⅱ（6-3-1）固定定子組件（4）；所述定子組件（4）包括雙陶瓷折梁柔性鉸鏈（4-1）、壓電陶瓷Ⅰ（4-2）、壓電陶瓷Ⅱ（4-3）、墊片Ⅱ（4-4）、預緊螺釘（4-5）和墊片Ⅰ（4-6）；所述壓電陶瓷Ⅰ（4-2）、墊片Ⅰ（4-6）、壓電陶瓷Ⅱ（4-3）和墊片Ⅱ（4-4）放置在雙陶瓷折梁柔性鉸鏈（4-1）內部，通過預緊螺釘（4-5）進行預緊；所述雙陶瓷折梁柔性鉸鏈（4-1）包括驅動足（4-1-1）、端部橫梁（4-1-2）、剛性折梁Ⅰ（4-1-3）、直圓型鉸鏈Ⅰ（4-1-4）、直圓型鉸鏈Ⅱ（4-1-5）、定子組件安裝孔（4-1-6）、剛性直梁（4-1-7）、直圓型鉸鏈Ⅲ（4-1-8）、剛性折梁Ⅱ（4-1-9）、直圓型鉸鏈Ⅳ（4-1-10）、直圓型鉸鏈Ⅴ（4-1-11）和預緊螺孔（4-1-12）；所述直圓型鉸鏈Ⅰ（4-1-4）設置在剛性折梁Ⅰ（4-1-3）拐點處，所述直圓型鉸鏈Ⅱ（4-1-5）設置在剛性折梁Ⅰ（4-1-3）一端，直圓型鉸鏈Ⅰ（4-1-4）和直圓型鉸鏈Ⅱ（4-1-5）通過剛性折梁Ⅰ（4-1-3）剛性連接；所述直圓型鉸鏈Ⅲ（4-1-8）設置在剛性折梁Ⅱ（4-1-9）拐點處，所述圓型鉸鏈Ⅳ（4-1-10）設置在剛性折梁Ⅱ（4-1-9）一端，直圓型鉸鏈Ⅰ（4-1-4）和直圓型鉸鏈Ⅱ（4-1-5）通過剛性折梁Ⅰ（4-1-3）剛性連接；所述直圓型鉸鏈Ⅴ（4-1-11）設置在剛性直梁（4-1-7）一端；所述驅動足（4-1-1）與動導軌（2-4）線接觸；所述預緊螺孔（4-1-12）和預緊螺釘（4-5）螺紋連接，以固定壓電陶瓷Ⅰ（4-2）和壓電陶瓷Ⅱ（4-3）；安裝螺釘Ⅱ（5）穿過定子組件安裝孔（4-1-6）與安裝螺孔Ⅱ（6-3-1）螺紋連接以固定定子組件（4）。

2.據權利要求1所述的一種精密加載式壓電直線電機，其特征在于：所述擋板（7）包括沉頭孔Ⅱ（7-1）和通孔（7-2）；所述通孔（7-2）與螺紋副（9）的螺母基體（9-1）膠粘連接，固定螺釘Ⅰ（8）通過沉頭孔Ⅱ（7-1）與固定螺孔Ⅰ（1-5）螺紋連接。

3.據權利要求1所述的一種精密加載式壓電直線電機，其特征在于：所述螺紋副（9）包括螺母基體（9-1）、螺桿（9-2）和解耦球頭（9-3），所述螺母基體（9-1）和螺桿（9-2）螺紋連接，螺母基體（9-1）膠粘于擋板（7）中心位置；所述解耦球頭（9-3）與導向塊（6-3）點接觸，通過解耦球頭（9-3）將螺桿（9-2）的螺旋運動轉換為直線進給運動。