可实现单步大扭转角的尺蠖式压电扭矩作动器及作动方法技术
【技术实现步骤摘要】
可实现单步大扭转角的尺蠖式压电扭矩作动器及作动方法
本专利技术属于压电陶瓷驱动装置，具体涉及一种可实现单步大扭转角的尺蠖式压电扭矩作动器及作动方法。
技术介绍
近年来随着微纳米技术的迅猛发展，压电驱动装置在光学、电子、航空、航天、机械制造、医学及遗传工程等
取得广泛应用。尤其是在航天领域，迫切需要一种体积小，质量轻，驱动力大，分辨力高的驱动装置。压电陶瓷驱动器虽然具有体积小，位移输出分辨力高，易于控制，无杂散磁场等特点，但是由于压电作动器只能输出直线位移，所以目前所使用的压电作动器多是沿直线输出推力或拉力的作动器，在需要输出扭矩的场合，单纯使用拉力或推力作动器具有一定的局限性。除此之外，由于压电作动器作动范围较小，因此无论是输出直线位移，还是通过转化输出扭转角，目前压电作动器的输出范围都很小。
技术实现思路
为了克服上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种可实现单步大扭转角的尺蠖式压电扭矩作动器及作动方法，将压电堆输出的直线位移转化为扭转角从而对外实现扭矩输出，并使用多个压电堆采用尺蠖式步进原理，通过周期性运动将每一步的扭转角叠加，从而实现大行程的扭...
【技术保护点】
一种可实现单步大扭转角的尺蠖式压电扭矩作动器，其特征在于：包括定子(1)，分别安装于定子(1)内上端和下端的第一箝位机构(3)和第二箝位机构(9)，上端和下端分别连接在第一箝位机构(3)和第二箝位机构(9)上的扭矩输出组件(5)，所述第一箝位机构(3)和第二箝位机构(9)内分别设置有位于定子(1)径向的第一箝位压电堆(2)和第二箝位压电堆(8)，所述扭矩输出组件(5)内设置有位于定子(1)轴向的中间压电堆(6)。
【技术特征摘要】
1.一种可实现单步大扭转角的尺蠖式压电扭矩作动器，其特征在于：包括定子(1)，分别安装于定子(1)内上端和下端的第一箝位机构(3)和第二箝位机构(9)，上端和下端分别连接在第一箝位机构(3)和第二箝位机构(9)上的扭矩输出组件(5)，所述第一箝位机构(3)和第二箝位机构(9)内分别设置有位于定子(1)径向的第一箝位压电堆(2)和第二箝位压电堆(8)，所述扭矩输出组件(5)内设置有位于定子(1)轴向的中间压电堆(6)；所述第一箝位机构(3)由采用线切割方式一体加工而成的刚性接触面(10)、刚性臂(11)和簧片(12)组成，两个刚性接触面(10)通过四个簧片(12)连接在刚性臂(11)上下两端；所述第二箝位机构(9)与第一箝位机构(3)的结构及尺寸相同。2.根据权利要求1所述的一种可实现单步大扭转角的尺蠖式压电扭矩作动器，其特征在于：所述扭矩输出组件(5)的上端和下端分别通过第一连接部件(4)和第二连接部件(7)连接在第一箝位机构(3)和第二箝位机构(9)上。3.根据权利要求1所述的一种可实现单步大扭转角的尺蠖式压电扭矩作动器，其特征在于：所述扭矩输出组件(5)为如下两种结构中的一种：第一种：所述扭矩输出组件(5)包括支撑框架(13)，位于支撑框架(13)内部的压电堆约束结构(14)，位于支撑框架(13)顶端的第一扭转柔性铰链(15)及第二扭转柔性铰链(19)；扭矩输出端(16)通过所述第一扭转柔性铰链(15)及第二扭转柔性铰链(19)与支撑框架(13)相连接；螺杆(18)一端固定于压电堆约束结构(14)上，另一端通过螺纹孔(17)连接在扭矩输出端(16)上，所述中间压电堆(6)固定在压电堆约束结构(14)内；第二种：所述扭矩输出组件(5)包括支撑框架(13)，位于支撑框架(13)内部的压电堆约束结构(14)，位于支撑框架(13)顶端的第一斜支撑柔性铰链(20)及第二斜支撑柔性铰链(21)，所述第一斜支撑柔性铰链(20)和第二斜支撑柔性铰链(21)交错布置即倾斜角度恰好相反；扭矩输出端(16)通过柔性铰链(22)与压电堆约束结构(14)相连接，所述中间压电堆(6)固定在压电堆约束结构(14)内。4.权利要求1至3任一项所述的压电扭矩作动器的作动方法，其特征在于：初始状态：中间压电堆(6)不带电，第一箝位压电堆(2)及第二箝位压电堆(8)通电伸长；在第一箝位压电堆(2)的作用下，第一箝位机构(3)中的簧...
【专利技术属性】
技术研发人员：敬子建，徐明龙，田征，朱建阳，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。