[發明專利]二次激勵摩擦壓電旋轉驅動器

有效

• 申請號: 202010031374.5
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111181436B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 董景石;王健;武子杰;祁晉民;雷豪杰
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: H02N2/04
• 分類號: H02N2/04
• 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

1.一種二次激勵摩擦壓電旋轉驅動器，其特征在于：其包括底板（1）、基板（2）、圓環（3）、柔性鉸鏈A（4）、柔性鉸鏈B（5）、中心附加質量塊（6）、壓電疊堆A（7）、壓電疊堆B（8）；基板（2）與底板（1）之間通過柔性鉸鏈B（5）連接；圓環（3）內部通過柔性鉸鏈A（4）與中心附加質量塊（6）相連；驅動過程分為兩次激勵：主動激勵和被動激勵，主動激勵為被動激勵提供動力，共同驅動圓環（3）順時針旋轉；主動激勵時，壓電疊堆A（7）和壓電疊堆B（8）的驅動信號有一定相位差，壓電疊堆A（7）和壓電疊堆B（8）交替伸縮變形，推動基板（2）做順時針平面運動，基板（2）的中心孔壁摩擦圓環（3），帶動圓環（3）順時針轉動；被動激勵時，圓環（3）通過柔性鉸鏈A（4）帶動中心附加質量塊運動，由于柔性鉸鏈A（4）的時滯特性，中心附加質量塊（6）相對于圓環（3）滯后1/4周期，圓環（3）和中心附加質量塊（6）形成的整體的質心發生偏移，增大基板（2）和圓環（3）之間的正壓力，使基板（2）和圓環（3）之間的摩擦力增大，驅動圓環（3）繼續順時針旋轉；在壓電疊堆A（7）、壓電疊堆B（8）和中心附加質量塊（6）共同作用下，圓環（3）順時針旋轉往復運動；

在被動激勵過程中，圓環（3）順時針旋轉，柔性鉸鏈A（4）發生彈性形變，柔性鉸鏈A（4）形變對圓環（3）產生壓力，帶動中心附加質量塊（6），由于柔性鉸鏈的彈性和中心附加質量塊（6）的慣性的共同作用，中心附加質量塊（6）相對基板（2）滯后運動1/4周期，這會增大基板（2）與圓環（3）之間的正壓力，使基板（2）和圓環（3）之間的摩擦力增大，驅動圓環（3）順時針旋轉；由于中心附加質量塊（6）在運動過程中具有慣性，圓環（3）和中心附加質量塊（6）發生相對運動，造成質心偏移，在柔性鉸鏈的彈性和中心附加質量塊（6）的質量的共同作用下，圓環（3）和中心附加質量塊（6）之間產生扭矩，通過柔性鉸鏈A（4）傳遞扭矩，帶動圓環順時針運動。

2.根據權利要求1所述的一種二次激勵摩擦壓電旋轉驅動器，其特征在于：主動激勵推動基板（2）做平面運動，基板（2）通過摩擦力帶動圓環（3）旋轉，圓環（3）通過柔性鉸鏈帶動中心附加質量塊（6）做平面運動；被動激勵通過柔性鉸鏈的彈性和中心附加質量塊（6）的質量的共同作用，帶動圓環（3）旋轉；主動激勵和被動激勵都帶動圓環順時針旋轉，主動激勵為被動激勵提供動力。