[發(fā)明專利]一種帶有靜態(tài)自鎖的尺蠖式線性驅(qū)動器

有效

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• 申請日: 2021-04-26
• 公開（公告）號: CN113206615B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓沖沖;王福軍;霍至琛;郭昊;張大衛(wèi);秦旭騰
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: H02N2/02
• 分類號: H02N2/02;H02N2/04
• 代理公司: 天津盛理知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 劉英梅

本發(fā)明涉及一種帶有靜態(tài)自鎖的尺蠖式線性驅(qū)動器，包括基座、Y向預(yù)加載平臺、驅(qū)動器主體、交叉滾子導(dǎo)軌、轉(zhuǎn)接板；在基座上位于后端部位設(shè)有支撐凸臺，用于安裝定子緊固螺釘以固定交叉滾子導(dǎo)軌定子部分；轉(zhuǎn)接板為倒L型彎板，其與交叉滾子導(dǎo)軌動子部分通過動子緊固螺釘固定連接；Y向預(yù)加載平臺安裝于基座上端；驅(qū)動器主體整體安裝于Y向預(yù)加載平臺的動平臺上端，包括呈方框型的驅(qū)動主體框架，其與動平臺板通過螺釘固定連接，在驅(qū)動主體框架內(nèi)設(shè)置有通過分層孔隔離開的上層驅(qū)動機構(gòu)和下層驅(qū)動機構(gòu)，上、下兩層驅(qū)動機構(gòu)分別通過上層觸足與下層觸足與轉(zhuǎn)接板的立面壓緊接觸。本驅(qū)動器具有大行程、高負載、高精度、速度快、自鎖能力強的優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及精密驅(qū)動器領(lǐng)域，特別是涉及一種帶有靜態(tài)自鎖的尺蠖式線性驅(qū)動器。適用于微電子制造、生物醫(yī)療工程、微納操作、精確定位及超精密加工等領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著微電子制造、微/納米操縱、微創(chuàng)外科手術(shù)、光學(xué)系統(tǒng)和精密制造等領(lǐng)域的不斷發(fā)展，設(shè)計高精度的微納定位系統(tǒng)變得越來越重要。目前的精密驅(qū)動器技術(shù)已經(jīng)取得了很大發(fā)展，但在精密驅(qū)動器的工作行程、位移分辨率、負載能力以及抗干擾能力等方面仍有較大提升空間。隨著加工技術(shù)水平的提高，對大行程、高負載精密驅(qū)動器也產(chǎn)生了更加迫切的需求。

尺蠖式線性驅(qū)動器具有行程大、輸出力大、精度高、響應(yīng)快的特點。傳統(tǒng)的尺蠖式線性驅(qū)動器將驅(qū)動元件內(nèi)置于機構(gòu)中，使驅(qū)動元件與箝位機構(gòu)直接相連，這樣結(jié)構(gòu)簡單，但驅(qū)動器單步行程過??；同時，在未對驅(qū)動元件施加電壓時，箝位機構(gòu)處于非夾緊狀態(tài)，不適應(yīng)于實際工作的條件。傳統(tǒng)的驅(qū)動(液壓馬達、DC/AC馬達等)容易實現(xiàn)大輸出力和大工作行程，但其定位分辨率不夠高，不能滿足近年來微納定位系統(tǒng)的精度需求。與傳統(tǒng)電機相比，壓電陶瓷驅(qū)動器具有剛度大、精度高、體積小、響應(yīng)快的特點，然而存在行程過小的問題；將其與撓性鉸鏈放大機構(gòu)相結(jié)合，可提高線性驅(qū)動器的單步行程，使其在大行程、高精度等性能方面得到提高。

然而，現(xiàn)存的線性驅(qū)動器雖然在大行程、高精度、靈敏度等方面有較大突破，但存在體積較大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題，且在斷電情況下自鎖力較小，不能在傾斜或豎直狀態(tài)下工作，嚴重影響了驅(qū)動器性能的進一步提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷，而提供一種具有大行程、高負載、高精度、速度快、自鎖能力強的帶有靜態(tài)自鎖的尺蠖式線性驅(qū)動器。

為實現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是：

一種帶有靜態(tài)自鎖的尺蠖式線性驅(qū)動器，其特征在于：包括基座、Y向預(yù)加載平臺、驅(qū)動器主體、交叉滾子導(dǎo)軌、轉(zhuǎn)接板；

在基座上位于后端部位設(shè)置有用于安裝交叉滾子導(dǎo)軌的支撐凸臺，在支撐凸臺表面加工有螺栓孔，用于安裝定子緊固螺釘以固定交叉滾子導(dǎo)軌定子部分；所述轉(zhuǎn)接板為倒L型彎板，轉(zhuǎn)接板與交叉滾子導(dǎo)軌動子部分通過動子緊固螺釘固定連接；

所述Y向預(yù)加載平臺安裝于基座上端，包括上下設(shè)置的動平臺板和定平臺板以及作用于動平臺上的Y向調(diào)位機構(gòu)構(gòu)成；

所述驅(qū)動器主體整體安裝于動平臺的上端，包括呈方框型的驅(qū)動主體框架，驅(qū)動主體框架與動平臺板通過螺釘固定連接，在驅(qū)動主體框架內(nèi)設(shè)置有通過分層孔隔離開的上層驅(qū)動機構(gòu)和下層驅(qū)動機構(gòu)；

所述上層驅(qū)動機構(gòu)包括上層X軸向橋式放大結(jié)構(gòu)、上層Y軸向橋式放大結(jié)構(gòu)、上層X軸向壓電陶瓷驅(qū)動器、上層Y軸向壓電陶瓷驅(qū)動器和上層觸足；所述上層X軸向橋式放大結(jié)構(gòu)與上層Y軸向橋式放大結(jié)構(gòu)聯(lián)動連接，所述上層X軸向壓電陶瓷驅(qū)動器作用于上層X軸向橋式放大結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生上層X軸方向放大位移；所述上層Y軸向壓電陶瓷驅(qū)動器作用于上層Y軸向橋式放大結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生上層Y軸方向放大位移，并與上層觸足驅(qū)動連接，使上層觸足沿Y軸方向與轉(zhuǎn)接板立邊形成壓緊接觸；