[發明專利]一種尺蠖粘滑混合驅動式壓電直線驅動器及安裝工藝

有效

• 申請號: 202011185106.5
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112271953B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 惠相君;柯良;董漢莛
• 申請（專利權）人: 浙江工業職業技術學院
• 主分類號: H02N2/02
• 分類號: H02N2/02;H02N2/04;H02N2/00
• 代理公司: 紹興普華聯合專利代理事務所(普通合伙) 33274
• 代理人: 丁建清

本發明公開了一種尺蠖粘滑混合驅動式壓電直線驅動器及安裝工藝，包括定平臺、動平臺和交叉滾珠導軌，交叉滾珠導軌分別連接定平臺和動平臺，定平臺上部固定有驅動機構，驅動機構側面連接箝位機構。本發明結構簡單，能輸出較大驅動力的同時，又能夠有效抑制動平臺的位移回退現象；通過箝位機構設置摩擦片，又能夠有效防止動平臺在瞬間運動時與箝位機構產生相對位移，導致位移量減小。

技術領域

本發明涉及高精度定位驅動技術領域，尤其是涉及一種尺蠖粘滑混合驅動式壓電直線驅動器及安裝工藝。

背景技術

在科學研究和工程領域如精密/超精密加工,掃描探針顯微鏡,生物醫學科學等對高精度定位驅動技術有了越來越廣泛的需求。由于壓電材料具有快速響應和高分辨率等優良性能，使得基于壓電材料的精密定位技術的研究越來越受歡迎。然而，單個壓電疊堆的工作行程通常只有幾微米或幾十微米，這不足以滿足實際應用中跨尺度定位的需要。為了獲得較大的工作行程，如毫米甚至厘米，已經提出了幾種步進驅動原理，并開發了各種壓電致動器，主要包括超聲諧振式、慣性粘滑式、尺蠖式。與超聲諧振式驅動技術相比，尺蠖式和粘滑式驅動技術具有更寬的工作頻率范圍和更強的魯棒性。然而，尺蠖和粘滑驅動技術都有其固有的局限性和獨特的優勢。粘滑式驅動器結構簡單，速度相對較大但驅動力較低，且其動子存在著位移回退現象。尺蠖式由于鉗位動作具有較大的驅動力，但結構復雜，驅動頻率和速度有限，因此急需對此進行改進。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種尺蠖粘滑混合驅動式壓電直線驅動器及安裝工藝，該驅動器結構簡單，能輸出較大驅動力的同時，又能夠有效抑制動平臺的位移回退現象；通過箝位機構設置摩擦片，又能夠有效防止動平臺在瞬間運動時與箝位機構產生相對位移，導致位移量減小。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種尺蠖粘滑混合驅動式壓電直線驅動器及安裝工藝，包括定平臺、動平臺和交叉滾珠導軌，所述交叉滾珠導軌分別連接定平臺和動平臺，所述定平臺上部固定有驅動機構，所述驅動機構側面連接箝位機構；

所述驅動機構包括固定塊，所述固定塊固定在定平臺上部，所述驅動機構側面豎直方向上的兩邊分別鉸接有第一活動片，兩個所述第一活動片之間安裝有第一壓電疊堆，每個所述第一活動片另一側鉸接有第二活動片，所述第二活動片另一端共同鉸接有連接塊，所述箝位機構包括支撐筋，所述連接塊另一端連接支撐筋且與支撐筋一體成型，所述支撐筋遠離驅動機構的一側豎直方向上的兩邊分別鉸接有第三活動片，兩個所述第三活動片之間安裝有第二壓電疊堆，所述動平臺靠近定平臺的一側向下延伸設有兩條第二限位筋，所述第三活動片靠近第二限位筋一側設有摩擦片，所述摩擦片與動平臺抵接或分離。

所述第一壓電疊堆一端抵接其中一個第一活動片且另一端抵接第一預緊墊塊，所述第一預緊墊塊遠離第一壓電疊堆的一端抵接另一個第一活動片，所述第一活動片、第一壓電疊堆和第一預緊墊塊通過第一預緊螺釘連接。

所述第二壓電疊堆一端抵接其中一個第三活動片且另一端抵接第二預緊墊塊，所述第二預緊墊塊遠離第二壓電疊堆的一端抵接另一個第三活動片，所述第三活動片、第二壓電疊堆和第二預緊墊塊通過第二預緊螺釘連接。

所述第三活動片內側向內延伸設有第三限位筋，所述第二壓電疊堆通過第三限位筋限位。

還包括螺栓，所述定平臺上表面設有向下凹陷的固定孔，所述固定塊設有貫穿固定塊上下表面的沉頭孔，所述螺栓穿過沉頭孔并螺紋擰入固定孔內，所述螺栓頂部與固定塊上表面齊平。

所述定平臺兩側豎直向上延伸設有第一限位筋，所述第一限位筋與第二限位筋平行，所述交叉滾珠導軌兩側分別抵接第一限位筋內側和第二限位筋外側，所述第一壓電疊堆與第二壓電疊堆平行且垂直于第二限位筋，所述連接塊位于支撐筋側面中間。

所述摩擦片靠近第二限位筋的一側設有防滑部，所述防滑部抵接第二限位筋內側。

所述第三活動片與摩擦片通過調節螺釘連接。