[實(shí)用新型]一種運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)及旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201921908000.6
• 申請(qǐng)日: 2019-11-07
• 公開（公告）號(hào): CN211296595U
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江水東;侯仰青;方厚菲;蔡蓓;陳巧峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海躍盛信息技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H02N2/04
• 分類號(hào): H02N2/04
• 代理公司: 北京大成律師事務(wù)所 11352
• 代理人: 李佳銘;王芳

本實(shí)用新型提供了一種運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)及旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器。所述運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)包括：壓電雙晶片、齒條和齒輪；所述壓電雙晶片的第一端固定，所述壓電雙晶片第二端與所述齒條固定連接，所述齒輪與所述齒條嚙合；當(dāng)向所述壓電雙晶片施加激勵(lì)信號(hào)，使所述壓電雙晶片的第二端發(fā)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述齒條隨所述壓電雙晶片第二端一同發(fā)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)所述齒輪進(jìn)行往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。所述旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器包含所述運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。采用上述技術(shù)方案后，旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器功耗低，不受電磁干擾，響應(yīng)時(shí)間短。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)及旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器。

背景技術(shù)

現(xiàn)代通訊中，高增益天線是無線長距離通訊的關(guān)鍵組成部分。隨著雷達(dá)和通訊系統(tǒng)的不斷發(fā)展，將會(huì)需要越來越多的天線。為了減少天線的數(shù)量及質(zhì)量，高增益波束掃描天線的研究顯的尤其重要。平面反射陣天線已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注和研究，為了實(shí)現(xiàn)快速波束掃描并提高掃描性能，要求反射陣天線上每個(gè)陣列貼片單元的相位獨(dú)立可調(diào)控。通過旋轉(zhuǎn)每一個(gè)單元貼片對(duì)其相位進(jìn)行調(diào)節(jié)。為了實(shí)現(xiàn)每個(gè)單元都能夠獨(dú)立自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，每個(gè)單元貼片均需要一個(gè)旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器。

現(xiàn)有技術(shù)中能夠?qū)崿F(xiàn)旋轉(zhuǎn)的執(zhí)行器主要包括：電磁電機(jī)，通過通電導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)；基于形狀記憶合金旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器，基于溫度變化引起材料組織變化進(jìn)而引起結(jié)構(gòu)尺寸變化，從而實(shí)現(xiàn)角度旋轉(zhuǎn)；電激活聚合物執(zhí)行器，通過高壓引起電極層之間結(jié)構(gòu)尺寸發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)角度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；以及超聲馬達(dá)，通過逆壓電效應(yīng)使得定子與轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生橢圓振動(dòng)波，使轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)。

現(xiàn)有技術(shù)存在的問題在于，電磁電機(jī)具有較大的體積、較大的質(zhì)量、較高的功耗以及較多的控制線、且由于自身生熱，存在熱輻射使得能量轉(zhuǎn)換效率低；形狀記憶合金旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器需要較長時(shí)間的溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間導(dǎo)，致較低的旋轉(zhuǎn)速度，且由于自身生熱，存在熱輻射使得能量轉(zhuǎn)換效率低；電激活聚合物執(zhí)行器具有較大的體積，且旋轉(zhuǎn)角度較大時(shí)，需要較高的輸入電壓；超聲馬達(dá)盡管具有較小的體積，較低的輸入電壓(功耗)，然而轉(zhuǎn)速較低且要求高性能的伺服系統(tǒng)。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了克服上述技術(shù)缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、功耗低、能量效率高的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)及具有該運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器。運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)由壓電雙晶片、齒條和齒輪組成，通過將壓電雙晶片一端的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而提供了功耗低，能量轉(zhuǎn)換效率高的旋轉(zhuǎn)輸出。旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器包括運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)和角位移放大結(jié)構(gòu)，通過角位移放大結(jié)構(gòu)放大運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)提供旋轉(zhuǎn)輸出的角位移。

本實(shí)用新型公開了一種運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，包括：壓電雙晶片、齒條和齒輪；

所述壓電雙晶片的第一端固定，所述壓電雙晶片第二端與所述齒條固定連接，所述齒輪與所述齒條嚙合；

當(dāng)向所述壓電雙晶片施加激勵(lì)信號(hào)，使所述壓電雙晶片的第二端發(fā)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述齒條隨所述壓電雙晶片第二端一同發(fā)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)所述齒輪進(jìn)行往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

優(yōu)選地，所述運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)還包括轉(zhuǎn)軸，所述齒輪固定設(shè)置于所述轉(zhuǎn)軸上，所述轉(zhuǎn)軸在所述齒輪進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)同步進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

優(yōu)選地，所述壓電雙晶片包括第一壓電晶片、第二壓電晶片和中間層；

所述中間層設(shè)置于所述第一壓電晶片和第二壓電晶片之間，所述中間層與所述第一壓電晶片和所述第二壓電晶片固定連接；

所述激勵(lì)信號(hào)為交替施加到所述第一壓電晶片和所述第二壓電晶片上的直流激勵(lì)電壓。

優(yōu)選地，所述第一壓電晶片的第一端、所述第二壓電晶片的第一端、所述中間層的第一端均固定；

所述中間層的第二端與所述齒條固定連接。