[發(fā)明專利]一種壓電螺紋驅(qū)動式一維定位平臺在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010746875.1 | 申請日： | 2020-07-29 |
| 公開（公告）號： | CN111854663A | 公開（公告）日： | 2020-10-30 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 潘巧生;許濤;胡晉升;黃震;尹靜;李偉;李明夏;曹龍軒 | 申請（專利權(quán)）人： | 合肥工業(yè)大學(xué) |
| 主分類號： | G01B21/04 | 分類號： | G01B21/04;G01B21/00;G01B11/00;G01B11/03;H02N2/04 |
| 代理公司： | 合肥金安專利事務(wù)所(普通合伙企業(yè)) 34114 | 代理人： | 金惠貞 |
| 地址： | 230009 安*** | 國省代碼： | 安徽;34 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 壓電 螺紋 驅(qū)動 式一維 定位 平臺 | ||
1.一種壓電螺紋驅(qū)動式一維定位平臺，包括定位工作臺（1）、升降機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)和基座（6）；所述定位工作臺（1）為四邊形；所述升降機(jī)構(gòu)包括四根升降軸（3），四根升降軸（3）均布在基座（6）的周邊上，每根升降軸上設(shè)有滑塊（2）；所述定位工作臺（1）的四個角分別固定連接著對應(yīng)的滑塊（2），定位工作臺（1）位于基座（6）的上方；所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)位于基座（6）內(nèi)，其特征在于：
所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)為壓電螺紋驅(qū)動器（7），所述壓電螺紋驅(qū)動器（7）由定子和轉(zhuǎn)子組成；所述定子由四個結(jié)構(gòu)相同的壓電換能器、螺母座（75）和法蘭螺母（76）組成，所述四個壓電換能器為第一壓電換能器（71）、第二壓電換能器（72）、第三壓電換能器（73）和第四壓電換能器（74）,兩個一組形成正交排列；所述轉(zhuǎn)子為螺桿（77）；兩組形成正交排列的四個壓電換能器的一側(cè)外部分別通過柔性鉸鏈（751）連接著螺母座（75）的外圓周，四個壓電換能器的另一側(cè)分別固定連接著基座（6）內(nèi)壁；螺母座（75）的軸向一端固定設(shè)有法蘭螺母（76），法蘭螺母（76）配合連接在螺桿（77）上；螺桿（77）的上端與定位工作臺（1）的底面接觸；
當(dāng)采用兩組頻率相同、幅值相同、且相位差為π/2的正弦交流電壓，作為兩組形成正交排列的四個壓電換能器的驅(qū)動信號時，驅(qū)動螺桿（77）獲得轉(zhuǎn)動速度，產(chǎn)生順時針或逆時針方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，并轉(zhuǎn)換成軸向的直線運(yùn)動，從而推動定位工作臺（1）產(chǎn)生向上或向下的升降運(yùn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓電螺紋驅(qū)動式一維定位平臺，其特征在于：所述壓電換能器包括位移放大件（712）和壓電疊堆（711），所述位移放大件（712）為菱形框架狀構(gòu)件，其中一條對角線為長對角線，另一條對角線為短對角線，所述壓電疊堆（711）固定設(shè)于位移放大件（712）內(nèi)的長對角線上；與短對角線兩端對應(yīng)的位移放大件（712）外側(cè)分別設(shè)有凸臺；所述壓電換能器通過一側(cè)的凸臺和柔性鉸鏈的連接位于螺母座（75）的外周，壓電換能器通過另一側(cè)的凸臺固定連接著基座（6）內(nèi)壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種壓電螺紋驅(qū)動式一維定位平臺，其特征在于：所述螺母座（75）為圓環(huán)狀，螺母座（75）的外圓周上均布設(shè)有的四個柔性鉸鏈（751）均為直角型柔性鉸鏈；所述法蘭螺母（76）固定設(shè)有螺母座（75）的軸向上端面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓電螺紋驅(qū)動式一維定位平臺，其特征在于：所述螺桿（77）的外螺紋和法蘭螺母（76）的內(nèi)螺紋均為梯形螺紋，牙型角為20°，導(dǎo)程為2mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓電螺紋驅(qū)動式一維定位平臺，其特征在于：所述螺桿（77）的上端和定位工作臺（1）的底面均設(shè)有橡膠材料，且在接觸部位之間設(shè)有潤滑油，以減輕螺桿（77）旋轉(zhuǎn)驅(qū)動過程中的摩擦損耗。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓電螺紋驅(qū)動式一維定位平臺，其特征在于：所述壓電疊堆（711）由若干片的壓電陶瓷薄片粘接而成，且表面絕緣處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓電螺紋驅(qū)動式一維定位平臺，其特征在于：所述基座（6）的材料為45號鋼，所述螺桿（77）的材料為合金鋼，所述法蘭螺母（76）的材料的黃銅，所述位移放大件（712）的材料和螺母座（75）的材料均為錳鋼，所述定位工作臺（1）的材料為聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。
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