[發(fā)明專利]一種基于壓電驅動的折疊式關節(jié)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010111254.6
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111136683A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發(fā)明（設計）人: 王亮;馮浩人;王瑞鋒;金家楣;王鑫;郝博
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B25J17/00
• 分類號: B25J17/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 韓天宇

1.一種基于壓電驅動的折疊式關節(jié)，其特征在于，包含第一關節(jié)臂、第二關節(jié)臂、壓電驅動裝置、安裝架、鉸接座和鉸接條；

所述壓電驅動裝置包含包含第一壓電作動器、第二壓電作動器、連接軸、第一連接圓環(huán)、第二連接圓環(huán)、彈簧以及第一至第四軸承；

所述第一壓電作動器、第二壓電作動器均包含驅動圓環(huán)、連接桿、矩形梁、第一至第二扭振壓電元件組、以及第一至第二彎振壓電元件組；所述矩形梁為長方體，包含第一至第四側面和兩個端面，其中，第一側面平行于第三側面，第二側面平行于第四側面；所述連接桿為柱體，其一個端面和所述矩形梁的一個端面固連，另一個端面為弧面、和所述驅動圓環(huán)的側面固連；所述連接桿、矩形梁同軸且軸線經(jīng)過所述驅動圓環(huán)的中心，所述驅動圓環(huán)的兩個端面和矩形梁的第一側面平行；所述第一扭振壓電元件組、第二扭振壓電元件組對稱設置在第一側面中心、第三側面中心，均包含第一至第四扭振壓電元件，所述第一至第四扭振壓電元件均和所述矩形梁粘接，形成田字格正方形，均沿厚度方向極化且相鄰扭振壓電元件的極化方向相反；所述第一扭振壓電元件組、第二扭振壓電元件組的扭振壓電元件的極化方向相反；所述第一彎振壓電元件組、第二彎振壓電元件組對稱設置在第一側面、第三側面上，均包含兩個彎振壓電元件；第一彎振壓電元件組的兩個彎振壓電元件對稱設置在所述第一扭振壓電元件組的兩側、和所述矩形梁粘接，均沿厚度方向極化且極化方向相同；所述第一彎振壓電元件組、第二彎振壓電元件組中彎振壓電元件的極化方向相同；所述驅動圓環(huán)的一個端面上周向均勻設有m個驅動齒，m為大于等于3的自然數(shù)；

所述第一連接圓環(huán)、第一壓電作動器的驅動圓環(huán)、第二壓電作動器的驅動圓環(huán)、第二連接圓環(huán)依次層疊，內壁分別通過第一至第四軸承和所述連接軸相連；第一壓電作動器的驅動圓環(huán)上的驅動齒和所述第一連接圓環(huán)靠近第一壓電作動器驅動圓環(huán)的端面相抵，第二壓電作動器的驅動圓環(huán)上的驅動齒和所述第二連接圓環(huán)靠近第二壓電作動器驅動圓環(huán)的端面相抵；所述彈簧套在連接軸上，一端和所述第一壓電作動器的驅動圓環(huán)相抵、另一端和所述第二壓電作動器的驅動圓環(huán)相抵；

所述安裝架包含第一安裝片、第二安裝片；所述第一安裝片、第二安裝片對稱設置在所述第一壓電作動器的第二側面中心、第四側面中心，其上均設有通孔，用于固定所述第一壓電作動器；

所述鉸接座和所述第二壓電作動器第二側面中心固連；

所述第一關節(jié)臂、第二關節(jié)臂均為兩端開口的條狀空心管；所述第一關節(jié)臂一端設有用于和所述第一壓電作動器安裝架相連的固定架；

所述第二關節(jié)臂的一端分別和所述壓電驅動裝置的第一連接圓環(huán)、第二連接圓環(huán)固連；所述第一關節(jié)臂的固定架和所述安裝架固連；所述鉸接條一端和所述所述鉸接座鉸接、另一端和所述第一關節(jié)臂的內壁鉸接。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于壓電驅動的折疊式關節(jié)，其特征在于，所述固定架包含第一至第二固定片；所述第一至第二固定片上均設有通孔，分別和第一壓電作動器的第一安裝片、第二安裝片通過螺栓固定。