[實用新型]一種差動旋轉(zhuǎn)壓電步進電機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820281246.4
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN208226897U
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發(fā)明（設計）人: 王寅;曹俊;余卿;林永忠
• 申請（專利權(quán)）人: 華僑大學
• 主分類號: H02N2/10
• 分類號: H02N2/10;H02N2/14
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭

本實用新型公開了一種差動旋轉(zhuǎn)壓電步進電機，包括驅(qū)動組件、動子、預緊機構(gòu)和基座，所述預緊機構(gòu)包括與所述基座固接的轉(zhuǎn)軸，所述動子固定連接所述轉(zhuǎn)軸，所述驅(qū)動組件一端連接所述基座，另一端通過所述預緊機構(gòu)緊抱所述動子。所述驅(qū)動組件包括圍繞轉(zhuǎn)軸呈環(huán)形分布的第一驅(qū)動足、第二驅(qū)動足和第三驅(qū)動足，該第一驅(qū)動足、第二驅(qū)動足和第三驅(qū)動足均具有位移轉(zhuǎn)換機構(gòu)，所述位移轉(zhuǎn)換機構(gòu)上設有疊層壓電陶瓷，且通過該疊層壓電陶瓷驅(qū)動所述位移轉(zhuǎn)換機構(gòu)使所述動子旋轉(zhuǎn)以帶動所述轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。本實用新型的差動旋轉(zhuǎn)壓電步進電機用于解決現(xiàn)有步進電機存在斷電自鎖、大推力與高精度難以兼顧的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及壓電精密制動技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種差動旋轉(zhuǎn)壓電步進電機。

背景技術(shù)

目前實現(xiàn)精密步進電機驅(qū)動的方式主要是尺蠖式精密驅(qū)動和慣性摩擦驅(qū)動兩種方式。尺蠖式精密驅(qū)動能夠提供較大的精度和推力，但是由于它的結(jié)構(gòu)復雜導致驅(qū)動頻率較小，從而導致驅(qū)動速度小，結(jié)構(gòu)的復雜還導致控制難度加大，安裝精度難以控制，另外，尺蠖型精密驅(qū)動的配合磨損嚴重，最終導致接觸不良，性能弱化；摩擦慣性壓電驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)較簡單、控制較容易、驅(qū)動速度較大，但是由于摩擦慣性壓電驅(qū)動裝置缺少鉗位機構(gòu)而導致預緊力不足，推力小。

疊層壓電陶瓷因性能較優(yōu)越，近年來制造工藝的提升，大規(guī)模生產(chǎn)的實現(xiàn)，越來越多的被應用在精密驅(qū)動上。疊層壓電陶瓷具有納米級精度的穩(wěn)定輸出位移，并且具有線性好、控制方便、分辨率高、響應頻率高、發(fā)熱少、無磁干擾、噪聲低等特點，因此采用該結(jié)構(gòu)設計的壓電驅(qū)動器具有獨特的優(yōu)勢。近年來，壓電精密驅(qū)動技術(shù)已成為國內(nèi)外精密驅(qū)動領(lǐng)域的研究熱點之一。但目前的非共振式壓電電機主要問題在于疊層壓電陶瓷的遲滯效應影響，導致壓電電機的回程誤差積累而增大其定位誤差，能解決該問題的雙足驅(qū)動壓電直線電機也存在大推力與高精度難以兼顧的問題。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種差動旋轉(zhuǎn)壓電步進電機，綜合利用壓電精密驅(qū)動和摩擦慣性壓電驅(qū)動的優(yōu)點,解決斷電自鎖、大推力與高精度難以兼顧的問題。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種差動旋轉(zhuǎn)壓電步進電機，包括驅(qū)動組件、動子、預緊機構(gòu)和基座，所述預緊機構(gòu)包括與所述基座固接的轉(zhuǎn)軸，所述動子固定連接所述轉(zhuǎn)軸，所述驅(qū)動組件一端連接所述基座，另一端通過所述預緊機構(gòu)緊抱所述動子；

所述驅(qū)動組件包括圍繞轉(zhuǎn)軸呈環(huán)形分布的第一驅(qū)動足、第二驅(qū)動足和第三驅(qū)動足，該第一驅(qū)動足、第二驅(qū)動足和第三驅(qū)動足均具有位移轉(zhuǎn)換機構(gòu)，所述位移轉(zhuǎn)換機構(gòu)上設有疊層壓電陶瓷，且通過該疊層壓電陶瓷驅(qū)動所述位移轉(zhuǎn)換機構(gòu)使所述動子旋轉(zhuǎn)以帶動所述轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。

較佳實施例中，所述第一驅(qū)動足、第二驅(qū)動足及第三驅(qū)動足還都包括耐磨陶瓷球，所述耐磨陶瓷球設置在所述位移轉(zhuǎn)換機構(gòu)和動子之間且上下頂?shù)炙鑫灰妻D(zhuǎn)換機構(gòu)和動子。

較佳實施例中，所述預緊機構(gòu)還包括彈簧、金屬圓環(huán)及設置在轉(zhuǎn)軸一端的六角螺母，所述彈簧套設在轉(zhuǎn)軸上，所述金屬圓環(huán)與所述彈簧相連接。

較佳實施例中，所述第一驅(qū)動足、第二驅(qū)動足及第三驅(qū)動足圍繞轉(zhuǎn)軸等間距設置。

較佳實施例中，所述動子為耐磨金屬圓盤。

較佳實施例中，所述第一驅(qū)動足、第二驅(qū)動足及第三驅(qū)動足的耐磨陶瓷球為形狀大小相同的球體。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型具有如下有益效果：

(1)本實用新型的壓電步進電機中采用三驅(qū)動足設計，三個驅(qū)動足相對動子等間隔排列，三驅(qū)動足通過預緊機構(gòu)直接緊抱動子，三驅(qū)動足的伸縮作用通過位移轉(zhuǎn)換機構(gòu)傳遞到動子，使動子旋轉(zhuǎn)；當給三驅(qū)動足輸入三相電壓控制信號后，能夠?qū)崿F(xiàn)差動作動，從而實現(xiàn)大推力與高精度兼顧。