[發(fā)明專(zhuān)利]一種尺蠖型壓電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011052454.5
• 申請(qǐng)日: 2020-09-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112271952B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王曉宇;李瀟;王浩威;劉冬;許怡賢;汪龍;陳宇;王祥;王海元
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部
• 主分類(lèi)號(hào): H02N2/02
• 分類(lèi)號(hào): H02N2/02;H02N2/04
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專(zhuān)利中心 11120
• 代理人: 廖輝;郭德忠

本發(fā)明公開(kāi)了一種尺蠖型壓電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該壓電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括箝位本體、運(yùn)動(dòng)軸、上螺母、下螺母、上箝位壓電疊堆、下箝位壓電疊堆以及驅(qū)動(dòng)壓電疊堆；箝位本體為圓筒型薄壁結(jié)構(gòu)件，頂部連接有上螺母，底部連接有下螺母，中部設(shè)置有環(huán)形凸緣，并在環(huán)形凸緣與上螺母和下螺母之間的側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有分割槽；上箝位壓電疊堆夾設(shè)于環(huán)形凸緣與上螺母之間，下箝位壓電疊堆夾設(shè)于環(huán)形凸緣與下螺母之間；運(yùn)動(dòng)軸過(guò)盈配合地安裝于箝位本體內(nèi)；所述驅(qū)動(dòng)壓電疊堆安裝于運(yùn)動(dòng)軸的安裝槽內(nèi)；運(yùn)動(dòng)軸向驅(qū)動(dòng)壓電疊堆施加預(yù)緊力。上述壓電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、零部件數(shù)量少、小型化和輕量化的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航天器的精密驅(qū)動(dòng)、調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種尺蠖型壓電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

尺蠖型壓電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，利用壓電器件的高運(yùn)動(dòng)分辨率和尺蠖運(yùn)動(dòng)原理將小步長(zhǎng)累積成大行程，實(shí)現(xiàn)高分辨率大行程的運(yùn)動(dòng)，在大輸出力、精密定位以及低速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、精密調(diào)整補(bǔ)償?shù)葓?chǎng)合具有重要作用和優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)有的尺蠖型壓電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)利用壓電疊堆通電伸長(zhǎng)時(shí)，推動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)生變形實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)子的夾緊與放松，并推動(dòng)動(dòng)子運(yùn)動(dòng)，其工作原理類(lèi)似于蠕動(dòng)類(lèi)爬行動(dòng)物，因此也通常被稱(chēng)為尺蠖型或者蠕動(dòng)式壓電驅(qū)動(dòng)器。

目前常見(jiàn)的尺蠖式壓電驅(qū)動(dòng)器的缺點(diǎn)主要是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)尺蠖驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)零件數(shù)一般情況下在20個(gè)左右，裝調(diào)復(fù)雜，精度影響環(huán)節(jié)多，承受力學(xué)和熱交變載荷能力差，體積大難于小型化、輕量化，使其應(yīng)用場(chǎng)合受到一定的限制。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種尺蠖型壓電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、零部件數(shù)量少、小型化和輕量化的優(yōu)點(diǎn)。

一種尺蠖型壓電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括箝位本體、運(yùn)動(dòng)軸、上螺母、下螺母、上箝位壓電疊堆、下箝位壓電疊堆以及驅(qū)動(dòng)壓電疊堆；

所述箝位本體為圓筒型薄壁結(jié)構(gòu)件，頂部外周側(cè)螺紋連接有所述上螺母，底部外周側(cè)螺紋連接有所述下螺母，中部外周側(cè)設(shè)置有環(huán)形凸緣，并在所述環(huán)形凸緣與所述上螺母之間、以及所述環(huán)形凸緣與所述下螺母之間的側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有多個(gè)沿軸向延伸的分割槽；

所述上箝位壓電疊堆和所述下箝位壓電疊堆均為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，并套設(shè)于所述箝位本體的外周側(cè)；所述上箝位壓電疊堆夾設(shè)于所述環(huán)形凸緣與所述上螺母之間，所述下箝位壓電疊堆夾設(shè)于所述環(huán)形凸緣與所述下螺母之間；

所述運(yùn)動(dòng)軸過(guò)盈配合地安裝于所述箝位本體內(nèi)，軸向中間部分設(shè)置有貫穿的安裝槽，所述安裝槽兩側(cè)為薄壁板結(jié)構(gòu)；

所述驅(qū)動(dòng)壓電疊堆安裝于所述安裝槽內(nèi)；

所述運(yùn)動(dòng)軸向所述驅(qū)動(dòng)壓電疊堆施加預(yù)緊力。

優(yōu)選地，所述箝位本體的頂部設(shè)置有上連接部、底部設(shè)置有下連接部，所述上連接部和所述下連接部均設(shè)置有細(xì)牙外螺紋；

所述環(huán)形凸緣與所述上連接部之間、以及環(huán)形凸緣和所述下連接部之間均通過(guò)薄壁件連接，兩個(gè)所述薄壁件形成腰鼓形結(jié)構(gòu)；

所述分割槽形成于所述薄壁件。

優(yōu)選地，在所述薄壁件的轉(zhuǎn)角處開(kāi)設(shè)有柔性圓弧形槽。

優(yōu)選地，在所述上連接部、所述下連接部以及所述環(huán)形凸緣與所述薄壁件的相接處均設(shè)置有環(huán)形槽。

優(yōu)選地，多個(gè)所述分割槽沿周向均勻分布。

優(yōu)選地，所述分割槽采用線(xiàn)切割工藝加工而成。

優(yōu)選地，所述環(huán)形凸緣設(shè)置有沿徑向延伸的通孔，所述通孔用于穿設(shè)所述驅(qū)動(dòng)壓電疊堆的引線(xiàn)。

優(yōu)選地，所述箝位本體、所述運(yùn)動(dòng)軸、所述上螺母、所述下螺母、所述上箝位壓電疊堆、所述下箝位壓電疊堆以及所述驅(qū)動(dòng)壓電疊堆均采用低熱膨脹系數(shù)材料制成。

優(yōu)選地，所述低熱膨脹系數(shù)材料為殷瓦合金。