[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

本發明公開了一種精密加載式壓電直線電機及其驅動方法，以解決當前壓電驅動器由于受到尺寸、重量、運動副間隙等方面的制約，很難實現大行程、高精度的精密運動。該壓電驅動器由底座、導軌組件、安裝螺釘Ⅰ、定子組件、安裝螺釘Ⅱ、導向機構、擋板、固定螺釘Ⅰ、螺紋副和鎖緊螺釘組成。本發明由雙陶瓷折梁柔性鉸鏈產生的斜向力和對壓電驅動器的激勵方法對摩擦力進行綜合調控，具有結構緊湊、裝配方便、定位精度高及行程大等特點。在精密光學儀器、半導體加工等微納精密驅動與定位技術領域能夠由廣泛的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種精密加載式壓電直線電機及其驅動方法，屬于壓電精密驅動技術領域。

背景技術

壓電驅動技術是一種利用壓電材料的逆壓電效應將電能轉化為機械能的新型驅動方式，與傳統的電磁驅動方式相比，具有低速大轉矩（推力）、力矩密度高、設計靈活、結構緊湊、定位精度高、響應速度快、斷電自鎖且不受電磁干擾以及可不使用軸承和潤滑等優點，在機器人關節驅動、精密儀器儀表、超精密加工、航空航天以及生命科學等領域均具有廣泛的應用前景，是近年來精密特種驅動技術領域研究的熱點之一。

其中基于壓電粘滑驅動原理與柔性鉸鏈技術的壓電驅動器不論是從體積尺寸、定位精度還是響應頻率和能耗等性能方面均具有顯著優勢。隨著各種類型的新型換能材料不斷開發、研制與應用，基于不同運動方式的新一類驅動器也如雨后春筍般不斷嶄露頭角。新型的精密驅動器通常具有以下幾方面特點：體積小、結構緊湊、重量輕、響應速度快、運動精度高等，被廣泛的應用于諸多前沿科學領域內。而當今超精密驅動定位技術要求微納米級別精度，傳統驅動器由于受到尺寸、重量、運動副間隙等方面的制約，很難實現大行程、高精度的精密驅動。

發明內容

為解決當前超精密驅動技術難實現大行程、高精度的精密驅動等技術問題，本發明公開了一種精密加載式壓電直線電機及其驅動方法。

本發明所采用的技術方案是：

所述一種精密加載式壓電直線電機及其驅動方法包括底座、導軌組件、安裝螺釘Ⅰ、定子組件、安裝螺釘Ⅱ、導向機構、擋板、固定螺釘Ⅰ、螺紋副和鎖緊螺釘；所述導軌組件通過安裝螺釘Ⅰ和安裝螺孔Ⅰ螺紋連接固定在底座上；所述導向機構置于底座內部，與底座內表面滑動接觸；所述定子組件通過安裝螺釘Ⅱ和安裝螺孔Ⅱ螺紋連接固定在導向機構上部；所述擋板通過固定螺釘Ⅰ和固定螺孔Ⅰ螺紋連接固定在底座側邊；所述螺紋副通過膠粘放置在擋板中心位置。

所述導軌組件包括定導軌、沉頭孔Ⅰ、滾柱保持架和動導軌，所述滾柱保持架放置于定導軌和動導軌之間；所述底座設置有導軌組件安裝平面和安裝螺孔Ⅰ，安裝螺釘Ⅰ穿過沉頭孔Ⅰ與安裝螺孔Ⅰ螺紋連接，將導軌組件安裝在導軌組件安裝平面上部；所述底座還設置有固定螺孔Ⅱ、底座內表面、固定螺孔Ⅰ、矩形凹槽和鎖緊螺孔；所述鎖緊螺孔與鎖緊螺釘螺紋連接；所述矩形凹槽與導向機構滑動接觸；所述底座采用45號鋼材料。

所述導向機構包括導向軸、彈簧和導向塊；所述導向軸一端的外螺紋與固定螺孔Ⅱ螺紋連接，所述彈簧套在導向軸外側，放置在底座與導向塊之間；所述導向塊設置有安裝螺孔Ⅱ、盲孔和導向塊側板，所述盲孔與導向軸間隙配合；所述導向塊側板與矩形凹槽滑動接觸；通過安裝螺孔Ⅱ固定定子組件。