[發明專利]一種混合麥克斯韋電磁力-壓電的刀具驅動裝置

在審

• 申請號: 202110317168.5
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN115121815A
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 牛禹涵;宋佳奇;王凱杰;陳星有;杜曉桐;朱志偉
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: B23B1/00
• 分類號: B23B1/00;B23B27/20;B23B29/12;H02K41/035;H02N2/00;H02N2/06;B06B1/06;B06B1/04
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 張祥

1.一種混合麥克斯韋電磁力-壓電的刀具驅動裝置，其特征在于，包括安裝基體、麥克斯韋電磁驅動部分、壓電驅動部分以及工作部分，

所述麥克斯韋電磁驅動部分、壓電驅動部分以及工作部分安裝于所述安裝基體上，所述麥克斯韋電磁驅動部分和壓電驅動部分串聯連接以實現對所述工作部分的驅動。

2.根據權利要求1所述的混合麥克斯韋電磁力-壓電的刀具驅動裝置，其特征在于，所述麥克斯韋電磁驅動部分包括至少一組麥克斯韋電磁驅動單元，所述麥克斯韋電磁驅動單元包括兩組線圈(8)、定子(9)、動子(10)和永磁體(11)，所述兩組線圈(8)纏繞于所述定子(9)設置，所述永磁體(11)位于兩組線圈(8)之間用于驅動所述動子(10)，所述動子(10)與工作部分固定連接。

3.根據權利要求2所述的混合麥克斯韋電磁力-壓電的刀具驅動裝置，其特征在于，所述麥克斯韋電磁驅動部分包括兩組對稱的麥克斯韋電磁驅動單元，兩個定子(9)上分別設置有用于安裝所述動子(10)的缺口，所述動子(10)能夠在所述缺口內產生位移。

4.根據權利要求3所述的混合麥克斯韋電磁力-壓電的刀具驅動裝置，其特征在于，所述定子(9)與動子(10)之間具有間距d₀，所述d₀≤1mm。

5.根據權利要求3所述的混合麥克斯韋電磁力-壓電的刀具驅動裝置，其特征在于，所述壓電驅動部分包括壓電堆疊(14)，所述壓電堆疊(14)與工作部分固定連接。

6.根據權利要求5所述的混合麥克斯韋電磁力-壓電的刀具驅動裝置，其特征在于，所述工作部分包括平臺載體(6)和安裝于所述平臺載體(6)上的金剛石刀具架(7)，所述平臺載體(6)包括一級平臺(605)，所述一級平臺(605)包括二級平臺(606)，所述動子(10)與一級平臺(605)固定連接，所述壓電堆疊(14)與二級平臺(606)固定連接。

7.根據權利要求6所述的混合麥克斯韋電磁力-壓電的刀具驅動裝置，其特征在于，所述安裝基體包括前蓋(1)、底座(2)、側板(3)、后蓋(4)和上蓋(5)，所述麥克斯韋電磁驅動部分安裝于所述底座(2)上，所述平臺載體(6)通過所述側板(3)支撐于所述底座(2)上，所述后蓋(4)設置于一級平臺(605)的后部，所述上蓋(5)位于所述平臺載體(6)的上部。

8.根據權利要求7所述的混合麥克斯韋電磁力-壓電的刀具驅動裝置，其特征在于，所述平臺載體(6)還包括平臺總行程檢測板(12)和一級平臺行程檢測板(13)，所述一級平臺行程檢測板(13)與一級平臺(605)固定連接，所述平臺總行程檢測板(12)與二級平臺(606)固定連接，所述上蓋(5)上設置有上蓋孔(5-1)，所述后蓋(4)上設置有后蓋孔(4-1)，第一位移傳感器(101)穿過后蓋孔(4-1)用于檢測一級平臺行程檢測板(13)的位移，第二位移傳感器(102)用于檢測平臺總行程檢測板(12)的位移。

9.根據權利要求8所述的混合麥克斯韋電磁力-壓電的刀具驅動裝置，其特征在于，所述平臺載體(6)還包括與一級平臺(605)連接的第一雙平行四邊形機構以及與二級平臺(606)連接的第二雙平行四邊形機構，所述第一雙平行四邊形機構包括四組對稱的第一柔性鉸鏈單元，每組第一柔性鉸鏈單元包括兩個第一直圓型柔性鉸鏈(601)和一個第一直板型柔性鉸鏈(603)，所述第二雙平行四邊形機構包括四組對稱的第二柔性鉸鏈單元，每組第二柔性鉸鏈單元包括兩個第二直圓型柔性鉸鏈(602)和一個第二直板型柔性鉸鏈(604)。

10.根據權利要求9所述的混合麥克斯韋電磁力-壓電的刀具驅動裝置的工作方法，其特征在于，

當給予兩組線圈(8)電流激勵時，產生的麥克斯韋電磁力將驅動一級平臺(605)進行前后運動，一級平臺(605)的跟蹤誤差作為二級平臺(606)的參考輸入信號，這時壓電堆疊(14)接受到電壓激勵，壓電堆疊(14)將驅動二級平臺(606)實現前后運動對一級平臺(605)的前后運動進行補償。