[實用新型]一種兩次轉動型壓電旋轉驅動器

有效

• 申請號: 201920163106.1
• 申請日: 2019-01-30
• 公開（公告）號: CN209402437U
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 董景石;劉暢;徐智;關志鵬;田大越;曹義;黃虎;范尊強;趙宏偉;楊志剛
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: H02N2/10
• 分類號: H02N2/10;H02N2/12
• 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兩次轉動型壓電旋轉驅動器，包括固定平臺(1)、壓電疊堆(2)、平行四邊形柔性鉸鏈a(3)、旋轉平臺(4)、底座(5)、驅動柔性鉸鏈(6)、移動平臺(7)、平行四邊形柔性鉸鏈b(8)、驅動圓環(9)、固定支座(10)、三角形微凸起(11)。在平行四邊形柔性鉸鏈a(3)、b(8)和三角形微凸起(11)共同作用下，電信號激勵壓電疊堆(2)的伸長/縮短的一個工作周期內，驅動圓環(9)交替受到平行四邊形柔性鉸鏈a(3)/b(8)驅動，實現旋轉平臺(4)的兩次轉動，提高了驅動器的輸出效率。

技術領域

本實用新型涉及一種兩次轉動型壓電旋轉驅動器，屬于微納精密驅動技術領域。

背景技術

伴隨著精密超精密加工、電子學、生物技術、精密測量等領域的快速發展，對微納米精密驅動技術的要求越來越高，各研究機構也在積極對大行程、高精度的壓電驅動器進行研究。在現有大行程、高精度的壓電驅動器中，通常可將驅動過程分為壓電疊堆伸長階段和壓電疊堆回縮階段，利用壓電疊堆的緩慢伸長和快速回縮實現。在此過程中，只能通過壓電疊堆伸長階段實現驅動器的正向旋轉驅動，壓電疊堆回縮階段無法使驅動器正向旋轉，甚至會使驅動器回退，極大的降低了驅動器的輸出效率。

發明內容

為了在實現大行程、高精度的同時，提高驅動器的輸出效率，本實用新型公開一種兩次轉動型壓電旋轉驅動器。

本實用新型通過以下技術方案實現：

一種兩次轉動型壓電旋轉驅動器，包括包括固定平臺、壓電疊堆、平行四邊形柔性鉸鏈a、旋轉平臺、底座、驅動柔性鉸鏈、移動平臺、平行四邊形柔性鉸鏈b、驅動圓環、固定支座、三角形微凸起；底座與固定支座一體加工，驅動圓環和旋轉平臺一體轉配且安裝在固定支座上，固定平臺、驅動柔性鉸鏈和移動平臺一體加工，且通過固定平臺固定安裝在底座上；可改變與驅動圓環之間的正壓力的平行四邊形柔性鉸鏈a、b對稱布置與驅動圓環的外側和內側，且平行四邊形柔性鉸鏈a、b均在移動平臺上；使旋轉平臺沿Z軸轉動時順、逆時針摩擦系數不同的三角形微凸起設置于平行四邊形柔性鉸鏈a、b與驅動圓環的接觸面處；在平行四邊形柔性鉸鏈a、b和三角形微凸起共同作用下，電信號激勵壓電疊堆的伸長/縮短的一個工作周期過程中，驅動圓環交替受到平行四邊形柔性鉸鏈a/b驅動，實現旋轉平臺的兩次轉動。

具體過程如下：壓電疊堆伸長過程中，驅動圓環受到平行四邊形柔性鉸鏈a順時針方向的摩擦力，大于受到平行四邊形柔性鉸鏈b的逆時針方向的摩擦力，使驅動圓環沿順時針方向轉動θ；壓電疊堆縮短過程中，驅動圓環受到平行四邊形柔性鉸鏈b順時針方向的摩擦力，大于受到平行四邊形柔性鉸鏈a逆時針方向的摩擦力，使驅動圓環繼續沿順時針方向轉動β，完成與驅動圓環一體裝配的旋轉平臺一個周期的兩次轉動。

所述的壓電疊堆伸長變形過程中，移動平臺沿X軸正方向運動，沿Y軸負方向運動的平行四邊形柔性鉸鏈a與驅動圓環間的正壓力大于沿Y軸正方向運動的平行四邊形柔性鉸鏈b與驅動圓環間的正壓力，由此產生的摩擦力驅動圓環順時針轉動；壓電疊堆縮短變形過程中，移動平臺沿X軸負方向運動，沿Y軸負方向運動的平行四邊形柔性鉸鏈b與驅動圓環間的正壓力大于沿Y軸正方向運動的平行四邊形柔性鉸鏈a與驅動圓環間的正壓力，由此產生的摩擦力驅動圓環繼續順時針轉動。

所述的平行四邊形柔性鉸鏈a、b表面設置有三角形微凸起，三角形微凸起非中心對稱形狀，傾斜方向與平行四邊形柔性鉸鏈傾斜方向一致，使傾向側的摩擦系數和正壓力都大于另一側；所述的驅動圓環內外表面設置的三角形微凸起分別與平行四邊形柔性鉸鏈b和平行四邊形柔性鉸鏈a表面設置的三角形微凸起互相配合；壓電疊堆伸長/縮短過程中，驅動圓環交替受到平行四邊形柔性鉸鏈a/平行四邊形柔性鉸鏈b驅動，實現兩次轉動。

本實用新型的有益效果是：利用一個壓電疊堆在一次工作周期內，使驅動器產生，兩次轉動，提高驅動器的輸出效率。

附圖說明