The invention discloses a linear piezoelectric motor, which comprises a mover, a fixed block and a stator, a stator including a contact rod, a micro-displacement amplifying mechanism and a first piezoelectric stack. The first end of the contact rod rubs in contact with the mover slider in the mover, and promotes the linear motion of the mover slider. The second end of the contact rod contacts the first piezoelectric stack surface, the other end of the first piezoelectric stack is fixed, and the third end of the contact rod The fourth end of the contact rod is in contact with the driving foot of the micro-displacement amplification mechanism, and the micro-displacement amplification mechanism is a piezoelectric driving mechanism. The first piezoelectric stack exerts normal pre-tightening force on the slider through the contact rod, and the micro-displacement amplification mechanism exerts tangential force on the slider through the contact rod. The invention uses the output voltage of piezoelectric stack as power source, based on the non-resonant mode, and through the displacement amplification output of the contact rod, to promote the movement of the mover slider, which has the advantages of simple structure, good control performance, high motor motion accuracy, high motor reliability and wide application range.
【技术实现步骤摘要】
一种直线型压电电机及其驱动方法
本专利技术涉及压电电机研究领域,特别涉及一种直线型压电电机及其驱动方法。
技术介绍
超声电机是20世纪80年代开始发展起来的一种全新型微型特种电机。随着精密加工、机器人、光学仪器、MEMS操作的快速发展,超声电机研究变得越来越有需求化。超声电机所具有的断电自锁、快速响应和高位置分辨率,为精确定位控制提供了先天的良好条件。直线型超声电机作为超声电机根据动子运动的一个分类,具有推重比大、响应快、低速大扭矩、控制性能好、有断电自锁等特点,在机器人、精密仪器仪表、医疗器械等领域得到广泛的应用,而且可直接产生直线运动推力,特别适合于小型、精密的直线运动装置的驱动和控制。直线型压电电机可以根据压电元件对定子的激励方式分为共振式和非共振式。传统共振型压电直线电机的定子一般工作在共振状态,利用共振放大驱动足的振幅,而且施加在压电材料上的激励信号幅值、频率大小、相位差都有一定的严格要求,在温度变化时,还需要对压电材料激励信号的频率作适当的调节处理,以保持电机输出性能的稳定,如此一来超声电机驱动器设计电路比较复杂。另外,共振状态是一种不稳定的状态,电机工作频率容易受到很多因素的影响,比如电机加工上和装配上精度误差,存在频率一致性调节问题,往往难以进行优化从而改善频率一致性的问题,结果会导致电机会偏离工作共振频率,造成电机输出性能的下降甚至影响电机的正常运行,同时,电机定子在高频振动时会导致定子压电材料的疲劳损坏,特别是在电机在功率较大、温度较高时的工作环境更为严重,电机性能下降甚至损坏。近年来,非共振压电电动机的发展出现了蓬勃发展,有研究人员提 ...
【技术保护点】
1.一种直线型压电电机,其特征在于,包括底板,以及设置在底板上的动子、固定块和定子,定子包括接触杆、微位移放大机构和第一压电叠堆,所述接触杆第一端与动子中的动子滑块摩擦接触,推动动子滑块直线运动,接触杆第二端与第一压电叠堆面接触,第一压电叠堆另一端固定,接触杆第三端与固定块固定连接,接触杆第四端与微位移放大机构的驱动足接触,微位移放大机构为压电驱动机构;第一压电叠堆通过接触杆向动子滑块施加法向预紧力,微位移放大机构通过接触杆向动子滑块施加切向力。
【技术特征摘要】
1.一种直线型压电电机,其特征在于,包括底板,以及设置在底板上的动子、固定块和定子,定子包括接触杆、微位移放大机构和第一压电叠堆,所述接触杆第一端与动子中的动子滑块摩擦接触,推动动子滑块直线运动,接触杆第二端与第一压电叠堆面接触,第一压电叠堆另一端固定,接触杆第三端与固定块固定连接,接触杆第四端与微位移放大机构的驱动足接触,微位移放大机构为压电驱动机构;第一压电叠堆通过接触杆向动子滑块施加法向预紧力,微位移放大机构通过接触杆向动子滑块施加切向力。2.根据权利要求1所述的直线型压电电机,其特征在于,所述动子滑块在一滑块固定座上滑动,滑块固定座固定在底板上,滑块固定座开有槽;在动子滑块与接触杆接触的一侧设有耐摩擦涂层。3.根据权利要求1所述的直线型压电电机,其特征在于,所述直线型压电电机包括两个定子,每个定子固定在一定子固定板上,定子固定板固定在底板上;两个定子关于底板中心轴线对称。4.根据权利要求1或3所述的直线型压电电机,其特征在于,所述接触杆第二端的端部设有圆弧过渡段;接触杆第一端采用一呈棱柱型的变幅杆,越靠近端部截面越小。5.根据权利要求4所述的直线型压电电机,其特征在于,所述微位移放大机构包括第二压电叠堆、第三压电叠堆和变形支架,所述变形支架由半椭圆机构与半长方形机构连接而成,为一金属弹性体,变形支架两侧面分别与第二压电叠堆、第三压电叠堆直接贴合,变形支架顶端设有驱动足。6.根据权利要求5所述的直线型压电电机,其特征在于,所述变形支架两侧面与第二压电叠堆、第三压电叠堆的贴合面均为面接触,驱...
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