[發(fā)明專(zhuān)利]摩擦非對(duì)稱(chēng)型慣性壓電直線(xiàn)驅(qū)動(dòng)裝置與方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202110039628.2 | 申請(qǐng)日： | 2021-01-13 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN112803829B | 公開(kāi)（公告）日： | 2021-12-24 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 黃虎;孫午向;楊兆軍;李軒;王馗灃;徐智 | 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人： | 吉林大學(xué) |
| 主分類(lèi)號(hào)： | H02N2/06 | 分類(lèi)號(hào)： | H02N2/06;H02N2/04;H02N2/02 |
| 代理公司： | 長(zhǎng)春市恒譽(yù)專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 22212 | 代理人： | 李榮武 |
| 地址： | 130012 吉*** | 國(guó)省代碼： | 吉林;22 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 摩擦 對(duì)稱(chēng) 慣性 壓電 直線(xiàn) 驅(qū)動(dòng) 裝置 方法 | ||
1.一種摩擦非對(duì)稱(chēng)型慣性壓電直線(xiàn)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于：包括基礎(chǔ)單元、驅(qū)動(dòng)單元、滑塊（3）；所述的驅(qū)動(dòng)單元包括非對(duì)稱(chēng)柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)（1）和壓電疊堆（2）；所述的非對(duì)稱(chēng)柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)（1）由薄端驅(qū)動(dòng)足（1-1）、橋式位移放大鉸鏈（1-2）和厚端驅(qū)動(dòng)足（1-3）組成；所述的非對(duì)稱(chēng)柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)（1）在薄端驅(qū)動(dòng)足（1-1）一側(cè)通過(guò)螺釘固定在滑塊（3）上；所述的薄端驅(qū)動(dòng)足（1-1）和厚端驅(qū)動(dòng)足（1-3）以相同形變量過(guò)盈配合的方式安裝于基礎(chǔ)單元的U形槽（5）中；所述的壓電疊堆（2）預(yù)緊安裝在橋式位移放大鉸鏈（1-2）的凹槽中；所述的滑塊（3）在基礎(chǔ)單元的導(dǎo)軌（4）上滑動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摩擦非對(duì)稱(chēng)型慣性壓電直線(xiàn)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于：所述的基礎(chǔ)單元包括導(dǎo)軌（4）和U形槽（5）；所述的導(dǎo)軌（4）通過(guò)螺釘固定在U形槽（5）底部中線(xiàn)上。
3.一種摩擦非對(duì)稱(chēng)型慣性壓電直線(xiàn)驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于：包括以下步驟：
a)給驅(qū)動(dòng)單元的壓電疊堆（2）施加鋸齒形驅(qū)動(dòng)電壓，當(dāng)電壓緩慢上升時(shí)，壓電疊堆（2）緩慢伸長(zhǎng)，使橋式位移放大鉸鏈（1-2）中的柔性部分發(fā)生彈性變形；由于薄端驅(qū)動(dòng)足（1-1）和厚端驅(qū)動(dòng)足（1-3）安裝于U形槽（5）時(shí)的初始預(yù)變形相同，薄端驅(qū)動(dòng)足（1-1）與U形槽（5）之間的接觸力小于厚端驅(qū)動(dòng)足（1-3）與U形槽（5）之間的接觸力，進(jìn)而導(dǎo)致薄端驅(qū)動(dòng)足（1-1）能承受的最大靜摩擦力小于厚端驅(qū)動(dòng)足（1-3）；隨著驅(qū)動(dòng)電壓的增加，橋式位移放大鉸鏈（1-2）的彈性變形增加，薄端驅(qū)動(dòng)足（1-1）和厚端驅(qū)動(dòng)足（1-3）與U形槽（5）之間的摩擦力也逐步增大；在臨界驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，薄端驅(qū)動(dòng)足（1-1）達(dá)到最大靜摩擦力，之后隨著驅(qū)動(dòng)電壓的進(jìn)一步增加，薄端驅(qū)動(dòng)足（1-1）相對(duì)U形槽（5）產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)；在上述過(guò)程中，因未達(dá)到厚端驅(qū)動(dòng)足（1-3）能承受的最大靜摩擦力，厚端驅(qū)動(dòng)足（1-3）保持靜止不動(dòng)；當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓迅速下降時(shí)，壓電疊堆（2）迅速縮短，橋式位移放大鉸鏈（1-2）快速?gòu)椥曰貜?fù)到初始狀態(tài)，在此過(guò)程中產(chǎn)生的慣性沖擊力克服了厚端驅(qū)動(dòng)足（1-3）與U形槽（5）之間的最大靜摩擦力，使得厚端驅(qū)動(dòng)足（1-3）向沿著x軸移動(dòng)一段距離；重復(fù)該過(guò)程，可實(shí)現(xiàn)沿x軸的連續(xù)步進(jìn)運(yùn)動(dòng)；
b)調(diào)節(jié)壓電疊堆（2）的驅(qū)動(dòng)電壓幅值和頻率，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其運(yùn)動(dòng)速度的調(diào)控；
c)通過(guò)給壓電疊堆（2）施加反向鋸齒波驅(qū)動(dòng)電壓，可以實(shí)現(xiàn)反向運(yùn)動(dòng)。
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