[實用新型]一種貼片式壓電驅動的機械手關節

有效

• 申請號: 201821868708.9
• 申請日: 2018-11-14
• 公開（公告）號: CN209273460U
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 于鵬鵬;金家楣;王亮;李昕鍵;陳迪
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B25J15/00
• 分類號: B25J15/00;B25J17/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種貼片式壓電驅動的機械手關節，其特征在于，包含若干活動單元和若干驅動單元，所述活動單元和驅動單元依次交替設置，且活動單元和驅動單元之間均通過兩根彈性帶連接；

所述驅動單元包含貼片式壓電振子、第一固定板、第二固定板、第一連接軸和第二連接軸；

所述貼片式壓電振子包含金屬基體和四個壓電陶瓷片；

所述金屬基體包含第一作動頭、第二作動頭、第一振動梁、第二振動梁和夾持機構；

所述第一振動梁、第二振動梁均為長方體，均包含第一至第四側面；所述第一振動梁的第一側面、第一振動梁的第三側面、第二振動梁的第一側面、第二振動梁的第三側面相互平行；第一振動梁的第二側面和第二振動梁的第二側面在同一平面，第一振動梁的第四側面和第二振動梁的第四側面在同一平面；

所述第一作動頭、第二作動頭均呈單孔拱橋狀；第一作動頭的兩端分別和第一振動梁的一端、第二振動梁的一端固連；第二作動頭的兩端分別和第一振動梁的另一端、第二振動梁的另一端固連；

所述夾持機構設置在所述第一振動梁的第三側面、第二振動梁的第一側面之間，呈十字架狀，包含相互垂直的第一面板和第二面板；所述第一面板兩端分別和第一振動梁的第三側面、第二振動梁的第一側面垂直固連；所述第二面板上設有兩個軸線垂直于第一振動梁第二側面的安裝孔；

所述金屬基體關于所述夾持機構的中心呈中心對稱；

所述四個壓電陶瓷片分別粘貼在第一振動梁的第二側面、第一振動梁的第四側面、第二振動梁的第二側面和第二振動梁的第四側面，均沿厚度方向極化，且位于同一振動梁上的壓電陶瓷片的極化方向相反、位于同一平面上的壓電陶瓷片的極化方向相同；

所述第一固定板、第二固定板均呈長條狀，兩端沿其長度方向分別設有第一開口槽、第二開口槽；

所述第一固定板、第二固定板中間均設有凸臺，且凸臺上均設有和所述夾持機構上兩個安裝孔對應的固定孔；

所述第一固定板、第二固定板在其凸臺兩側都設有相互對稱的第一連接孔、第二連接孔，分別用于安裝所述第一連接軸和第二連接軸；

所述貼片式壓電振子通過其夾持機構上兩個安裝孔和第一固定板中間的兩個固定孔、第二固定板中間的兩個固定孔采用螺栓固定相連，使得貼片式壓電振子固定在第一固定板的凸臺、第二固定板的凸臺之間；

所述第一連接軸、第二連接軸兩端都設有螺紋，其中，第一連接軸兩端通過螺母固定在第一固定板、第二固定板的第一連接孔中；第二連接軸兩端通過螺母固定在第一固定板、第二固定板的第二連接孔中；且第一連接軸、第二連接軸的兩端均分別伸出第一固定板、第二固定板；

所述活動單元包含第一轉子、第二轉子；

所述第一轉子、第二轉子均呈船錨狀，均包含抵板和橫梁，其中，所述抵板呈圓弧狀；橫梁的一端和抵板內壁的中點固連，且橫梁兩側在所述抵板圓心處分別設有和抵板所在平面垂直的第一轉軸、第二轉軸；

所述第一轉子橫梁的另一端和第二轉子橫梁的另一端固連，使得第一轉子抵板所在平面和第二轉子抵板所在平面垂直；

所述活動單元第一轉子的第一轉軸、第二轉軸分別置于活動單元一側相鄰驅動單元第一固定板、第二固定板的第一開口槽中，形成空間滑動鉸，且第一轉子的第一轉軸、第二轉軸和該相鄰驅動單元第一連接軸的兩端通過彈性帶對應連接，使得活動單元第一轉子的抵板和該相鄰驅動單元的第一作動頭相抵；

所述活動單元第二轉子的第一轉軸、第二轉軸分別置于活動單元另一側相鄰驅動單元第一固定板、第二固定板的第一開口槽中，形成空間滑動鉸，且第二轉子的第一轉軸、第二轉軸和該相鄰驅動單元第二連接軸的兩端通過彈性帶對應連接，使得活動單元第二轉子的抵板和該相鄰驅動單元的第二作動頭相抵。

2.根據權利要求1所述的貼片式壓電驅動的機械手關節，其特征在于，所述驅動單元的第一固定板、第二固定板在凸臺兩側還設有若干對稱的用于安裝第一連接軸和第二連接軸的調節孔，通過調節第一連接軸、第二連接軸的位置對活動單元和驅動單元之間彈性帶的預緊力進行調節。

3.根據權利要求1所述的貼片式壓電驅動的機械手關節，其特征在于，所述活動單元第一轉子、第二轉子的抵板兩端均設有限位凸起，以限定第一轉子、第二轉子抵板的最大轉動角度。

4.根據權利要求1所述的貼片式壓電驅動的機械手關節，其特征在于，所述驅動單元的四個壓電陶瓷片上均涂有硅橡膠或DP460環氧膠水。