[實用新型]一種壓電驅動三自由度球形轉子云臺

有效

• 申請號: 202220203280.6
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN217469791U
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 白永明;陶藝;吳迎春
• 申請（專利權）人: 無錫工藝職業技術學院
• 主分類號: H02N2/00
• 分類號: H02N2/00;G02B7/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 蘇一幟

本實用新型實施例公開了一種壓電驅動三自由度球形轉子云臺，涉及壓電驅動技術，能夠減少多自由度球形轉子云臺的電機數量，簡化結構并進一步提升系統工作的可靠性。本實用新型包括：兩個夾心式壓電驅動器，安裝支架，球形轉子載物云臺。夾心壓電驅動器由六個柱形金屬基體，圓環形壓電陶瓷片、電極片組成，柱形金屬基體之間通過其上的螺柱和螺孔將壓電陶瓷片和電極片夾緊配合連接。球形轉子載物云臺布置于兩個夾心式壓電驅動器之間，球形轉子載物云臺上的上下球面分別與兩個夾心式壓電驅動器的兩個驅動輪相接觸。兩個夾心式壓電驅動器通過安裝支架與球形轉子載物云臺正交接觸。

技術領域

本實用新型涉及基于壓電驅動技術，尤其涉及一種壓電驅動三自由度球形轉子云臺。

背景技術

目前，基于電磁和液壓電機驅動的定位云臺，若要實現多自由度驅動定位裝置，需設置齒輪減速等機構，則普遍存在結構復雜，可靠性低的問題，并且進一步會導致驅動結構難以有效密封，運行噪聲大的問題。并且應用傳統機械傳動，不可避免的存在運動間隙，定位精度低，維護復雜等缺點。而傳統的單個電機只能驅動單個自由度的運動，自由度需求較高時，需要較多的電機才能實現。而目前設計出的壓電驅動的定位云臺，則存在電機的工作模式單一的問題。并且目前的方案中少有通過單電機實現多模態耦合的方案。

因此，如何減少多自由度球形轉子云臺的電機數量，簡化結構并進一步提升系統工作的可靠性，成為了需要研究的問題。

實用新型內容

本實用新型的實施例提供一種壓電驅動三自由度球形轉子云臺，能夠減少多自由度球形轉子云臺的電機數量，簡化結構并進一步提升系統工作的可靠性。

為達到上述目的，本實用新型的實施例采用如下技術方案：

包含兩個夾心式壓電驅動器，安裝支架，球形轉子載物云臺。所述夾心壓電驅動器由六個柱形金屬基體，圓環形壓電陶瓷片、電極片組成，所述柱形金屬基體之間通過其上的螺柱和螺孔將壓電陶瓷片和電極片夾緊配合連接。所述球形轉子載物云臺布置于兩個夾心式壓電驅動器之間，所述球形轉子載物云臺上的上下球面分別與兩個夾心式壓電驅動器的兩個驅動輪相接觸。所述兩個夾心式壓電驅動器通過所述安裝支架與球形轉子載物云臺正交接觸，通過調節安裝支架上彈簧螺母可以調節夾心式壓電驅動器驅動輪與球形轉子載物云臺球面間的預壓力。通過給所述夾心式壓電驅動器施加特定的激勵信號，能夠分別激發所述夾心式壓電驅動三種振動耦合模式，一階縱振和三階扭振耦合，一階縱振和四階彎振耦合、兩個相互垂直方向的四階彎振耦合，使夾心式壓電驅動器兩驅動輪上的驅動點產生特定方向的橢圓運動，從而驅動球形轉子載物云臺三個自由度方向的轉動。本實用新型利用壓電驅動器的多模態耦合可以實現多種工作模式驅動球形轉子云臺的三自由度運動，結構簡單，不受電磁干擾，易于控制、定位精度高，在高精度多自由度定位云臺上有重要應用。

本實施例相對于傳統電磁和液壓電機機驅動定位云臺簡單，質量輕，無需齒輪減速等機構，易于密封，易于實現微化，運行噪聲低，易于實現低速大力矩，不受電磁干擾，能斷電自鎖。相對于其他的壓電驅動的定位云臺，由于所述壓電驅動器采用多模態耦合，單個壓電驅動的電機就能夠實現不同的工作模式，從而驅動多個自由度的運動，大大減少了電機大的數量、簡化了結構，提高了系統工作的可靠性，更易于實現系列化，模塊化的設計，且隨工程應用場景的不同，可調整尺寸多，工程應用性強，具有重要的應用前景。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本實用新型實施例提供的一種壓電驅動三自由度球形轉子云臺的結構示意圖；

圖2為本實用新型實施例提供的夾心式壓電驅動器的結構示意圖；

圖3為本實用新型實施例提供的安裝支架的結構示意圖；