[實用新型]一種回退抑制式慣性壓電直線驅動器

有效

• 申請號: 201921018801.5
• 申請日: 2019-06-19
• 公開（公告）號: CN210053359U
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發明（設計）人: 溫建明;沈德助;李安然;張恩;林圣容
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: H02N2/02
• 分類號: H02N2/02;H02N2/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及一種回退抑制式慣性壓電直線驅動器，屬于壓電精密驅動技術領域。將壓電雙晶片一、壓電雙晶片二通過螺栓、螺母和夾持塊固定于基座上，其中壓電雙晶片一、壓電雙晶片二與基座和夾持塊形成兩端固支非對稱夾持，基座置于導軌上，壓電雙晶片一和壓電雙晶片是平行布置的。該實用新型的優點是結構簡單，壓電雙晶片采用兩端支非對稱夾持，在兩個信號的配合下能夠達到驅動器運行時無回退的目的。

技術領域

本實用新型屬于壓電精密驅動技術領域。

背景技術

近年來，隨著微納米技術的飛速發展，在生物醫學、精密機械、微型機器人、計算機、自動控制、精密測量、精密器件、超精密加工等技術領域對微小型機械的驅動技術要求越來越高。微納米級別的驅動技術作為探索微觀領域的核心技術，已經成為國內外廣泛關注的熱點。傳統精密機械的驅動方式一般采用機械結構式，比如精密車床中的絲杠副以及滾動、滑動導軌、精密螺旋楔塊機構等，即便是超高精度的機械結構還是存在間隙、摩擦、爬行等問題，因此機械結構式獲得的精度水平難以提升，在這種條件下發展出了很多新型的驅動方式，比如靜電吸引式、電磁式、磁致伸縮式、形狀記憶合金式以及壓電式等。壓電陶瓷是一種廣泛應用在精密驅動領域的功能材料，具有功耗低、無電磁干擾、響應速度快等優點，以壓電材料為驅動元件的驅動器成為近年來精密驅動裝置的一個重要分支。

近年來壓電精密驅動裝置得到廣泛研究。而慣性驅動器因其機械結構簡單，運動速度較快，驅動的方式易于控制，而且能夠實現大行程的連續運動，可以穩定工作于高頻狀態，近年來成為了國內外研究的熱點。

目前研制的機械控制式慣性壓電驅動器的工作機理為通過不對稱的機械結構獲得力差驅動運動，這類驅動器在運動過程中往往存在回退現象，使得驅動效率降低。為了解決回退問題，本實用新型提出一種回退抑制式慣性壓電直線驅動器。利用對稱方波電信號一作為驅動激勵信號施加于壓電雙晶片一，利用對稱方波電信號二作為回退抑制信號施加于壓電雙晶片二，通過兩個信號的配合從而使驅動器運行時無回退產生。

發明內容

本實用新型提出了一種回退抑制式慣性壓電直線驅動器，利用兩個不同的方波信號分別施加于兩個雙晶片，從而達到消除回退的目的。

本實用新型采用的技術方案是：本實用新型是一種回退抑制式慣性壓電直線驅動器，將壓電雙晶片一(3)、壓電雙晶片二(5)通過螺栓一(2)、二、三、四，螺母一(1)、二、三、四和夾持塊一(4)、二、三、四固定于基座(6)上，其中壓電雙晶片一(3)、壓電雙晶片二(5)與基座(6)和夾持塊一(4)、二、三、四形成兩端固支非對稱夾持，基座(6)置于導軌(7)上。

記基座能夠克服摩擦向前運動的最小力大小為F_m，此時的F_m為導軌所提供的最大摩擦力；對壓電雙晶片一施加信號一，當激勵電壓為正時，壓電雙晶片一向短夾持側彎曲，此時會產生一個反向(朝向長夾持側)的慣性力F₁；當激勵電壓為負時，壓電雙晶片一向長夾持側彎曲，此時會產生一個反向(朝向短夾持側)的慣性力F₂。當F₁＞F₂＞F_m，基座在F₁的作用下，先向前運動一步；當F₂作用時，由于F₂＞F_m，所以基座會向后運動一小步，因此，驅動器將朝前運動，有回退產生。為了消除回退，對壓電雙晶片二施加信號二(信號一與信號二的相位相差半個周期)，當壓電雙晶片一在信號一激勵下產生慣性力F₂時，壓電雙晶片二在信號二激勵下會產生慣性力F₃(F₃與F₂的大小相等，方向相反)，在兩個信號的配合作用下，可達到消除回退的目的。

當壓電雙晶片一在信號一激勵下產生向后的慣性力時，壓電雙晶片二在信號二的激勵下會產生一個向前的慣性力，以此來消除回退的產生，從而達到驅動器運行時無回退的目的。