[實用新型]一種雙向壓電旋轉驅動器

有效

• 申請號: 201820050063.1
• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN208046482U
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 曾祥莉;吳越;王京春;宋正義;劉慶平;楊志剛;董景石;韋東東;張寶玉
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: H02N2/12
• 分類號: H02N2/12;H02N2/14
• 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

本實用新型涉及一種雙向壓電旋轉驅動器，包括：底座、中心轉軸、第一連接板、第二連接板、第一周向壓電驅動器和第二周向壓電驅動器，其中：底座固定，中心轉軸與底座間隙配合形成轉動副，周向壓電驅動器通過連接板旋轉對稱布置在中心轉軸四周。工作時，底座位置固定，在所述周向壓電驅動器的壓電振子上施加偏置交流電壓使其變形，帶動兩腳支座移動，促使腳支座上不同摩擦系數的材料分別與工作面相接觸，實現周向壓電驅動器的定向移動，帶動中心轉軸的定向轉動輸出轉矩。本實用新型實現了雙向驅動，且具有結構簡單、維護成本低、對工作面的要求較低和延長驅動器中壓電陶瓷的使用壽命的優點。

技術領域

本實用新型屬于壓電驅動領域，具體涉及一種雙向壓電旋轉驅動器。

背景技術

驅動器的性能直接影響自動化設備的性能，由于壓電驅動元件具有體積小、響應速度快、可控精度高、換能效率高和無電磁干擾等優越性能，在超精密儀器、微機器人、精密定位和生物醫學等領域得到廣泛的應用。壓電驅動主要分為直線驅動和旋轉驅動，壓電直線驅動現已取得較多成就，而旋轉驅動還有待進行深入研究。現有的旋轉驅動主要有壓電慣性驅動和仿生驅動兩類，其中仿生驅動主要是仿尺蠖型蠕動式驅動，這種驅動方法需要多個壓電鉗位堆疊，成本較高，同時需要一級甚至多級位移放大機構和運動轉換機機構，結構較為復雜；壓電慣性驅動主要有電控式和摩擦式，電控式主要利用非對稱激勵信號實現驅動，因此控制系統復雜。壓電摩擦式驅動具有驅動結構簡單、驅動機理新穎和驅動信號簡單易于控制等優點，對壓電摩擦式驅動器進行深入的研究將有利于壓電驅動器進一步的推廣和應用。

發明內容

為了解決目前壓電驅動器結構較為復雜，多與工作面剛性接觸，對工作環境要求高，易損耗構件不易更換的問題，提出了一種雙向壓電旋轉驅動器，該驅動器由底座、中心轉軸、第一連接板、第二連接板、第一周向壓電驅動器和第二周向壓電驅動器構成，其中所述底座為中心帶圓形凹槽的圓柱體且位置固定，所述中心轉軸包括定位段、驅動段和輸出段，所述中心轉軸的定位段與底座凹槽間隙配合連接形成轉動副，所述中心轉軸可繞其軸線轉動，所述第一連接板和第二連接板為凹形薄板，所述第一周向壓電驅動器和第二周向壓電驅動器分別通過第一連接板和第二連接板旋轉對稱布置在中心轉軸的驅動段兩側；所述第一周向壓電驅動器包括：壓電振子、第一腳支座和第二腳支座，其中所述壓電振子由壓電薄片材料粘貼在矩形彈性基體上構成，所述第一腳支座一端布置在壓電振子下表面、另一端為自由端，所述第二腳支座一端連接在壓電振子下表面、另一端為自由端，所述第一腳支座的自由端是由截面為扇形的第一高摩擦系數材料和截面為扇形的第一低摩擦系數材料復合而成，所述第二腳支座的自由端是由截面為扇形的第二低摩擦系數材料和截面為扇形的第二高摩擦系數材料復合而成；所述第二周向壓電驅動器和第一周向壓電驅動器結構完全相同且兩周向壓電驅動器關于中心轉軸呈旋轉對稱。