预摩擦力调控寄生原理压电驱动器输出性能的装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种预摩擦力调控寄生原理压电驱动器输出性能的装置与方法，属于精密机械领域。装置包括基座、驱动单元、预摩擦力调控单元，驱动单元通过抓爪垫块与基座连接，预摩擦力调控单元通过摩擦垫块与基座连接。通过调整预紧螺钉，改变动子运动时的摩擦力，从而对寄生原理压电驱动器输出性能进行调控，实现提高压电驱动器在驱动电压为零时的自锁性和抑制运动过程中的回退现象的双重效果。优点在于：结构简单、控制便捷，通过预摩擦力既可以增强压电驱动器在驱动电压为零时的自锁性，又可以有效抑制运动过程中的回退现象，从而提升压电驱动器的输出性能，增强其在超精密加工、装配、精密测量技术、精密光学、生物医学工程等领域的应用。

The device and method of controlling the output performance of the piezoelectric actuators by the pre friction force

The invention relates to a device and method for regulating the output performance of a piezoelectric actuator with pre - friction force, which belongs to the field of precision machinery. The device includes a base, a drive unit and a pre friction control unit. The driving unit is connected with the pedestal through the claw pad block, and the pre friction control unit is connected with the base through the friction pad. By adjusting the preload screw and changing the friction force of the moving body, the output performance of the piezoelectric actuator is regulated, so as to improve the self locking of the piezoelectric actuator at zero driving voltage and suppress the rollback phenomenon during the motion. Has the advantages of simple structure, convenient control, through pre friction can enhance the piezoelectric actuator at a driving voltage of self-locking zero, and can effectively inhibit the fallback phenomenon in the process of movement, so as to enhance the output performance of piezoelectric actuator, enhance its application in ultra precision machining, assembly, precision measurement technology, precision optics in the field of Biomedical Engineering, etc..

【技术实现步骤摘要】
预摩擦力调控寄生原理压电驱动器输出性能的装置与方法
本专利技术涉及精密机械领域，特别涉及一种预摩擦力调控寄生原理压电驱动器输出性能的装置与方法。通过施加预摩擦力的方式对在精密定位、精密加工、精密夹持、显微操作等领域有广泛应用的压电驱动器的输出性能进行有效调控，减小甚至消除其回退运动并增强其自锁性，以扩展其应用领域和适用场合。
技术介绍
压电驱动器由于具有定位精度高、频响快、能耗低、重量轻、体积小等优势，在精密机械与纳米技术等领域发挥越来越重要的作用，广泛应用于超精密加工、装配、精密测量技术、精密光学、生物医学工程等诸多前沿科学领域之中。目前，尺蠖仿生驱动、粘滑驱动、惯性驱动、寄生运动驱动等几种典型的驱动原理被应用于研制具有大行程输出能力的压电驱动器。其中，粘滑、惯性、寄生原理压电驱动器相对于尺蠖式压电驱动器而言，具有结构简单、加工装配容易、控制系统简单、步进速度快等优势，因此具有非常广阔的应用前景，但是其位移输出曲线往往存在非线性、回退等现象以及驱动电压为零时的自锁性较差等问题，影响了其输出性能和适用场合，并为其精密定位和控制带来了困难。如文献《粘滑式惯性压电精密驱动器设计分析与试验本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预摩擦力调控寄生原理压电驱动器输出性能的装置，其特征在于：包括基座、驱动单元、预摩擦力调控单元，所述驱动单元通过抓爪垫块（9）及螺钉与基座（1）连接，预摩擦力调控单元通过摩擦垫块（2）与基座（1）连接。

【技术特征摘要】
1.一种预摩擦力调控寄生原理压电驱动器输出性能的装置，其特征在于：包括基座、驱动单元、预摩擦力调控单元，所述驱动单元通过抓爪垫块（9）及螺钉与基座（1）连接，预摩擦力调控单元通过摩擦垫块（2）与基座（1）连接。2.根据权利要求1所述的预摩擦力调控寄生原理压电驱动器输出性能的装置，其特征在于：所述的驱动单元包括柔性铰链抓爪（7）、压电叠堆（8）、抓爪垫块（9）、导轨（10）、滑块（11）、动子（12），所述柔性铰链抓爪（7）通过抓爪垫块（9）与基座（1）相连接，抓爪垫块（9）通过螺钉安装在基座（1）上，压电叠堆（8）采用紧配合方式安装在柔性铰链抓爪（7）的凹槽内，导轨（10）通过沉头螺钉连接在基座（1）上，动子（12）通过螺钉连接在滑块（11）的上端，通过滑块（11）在导轨（10）上做x轴方向的移动。3.根据权利要求1所述的预摩擦力调控寄生原理压电驱动器输出性能的装置，其特征在于：所述的预摩擦力调控单元分为左、右两部分组成，两部分构成完全相同，包括摩擦垫块（2）、柔性铰链压杆（3）、定位杆（4）、预紧螺钉（5）、应变片组（6）、左应变片信号调理模块（13）、右应变片信号调理模块（14）、数据采集卡（15）、工控机及显示器（16），所述柔性铰链压杆（3）、定位杆（4）通过螺钉安装在摩擦垫块（2）上并与基座（1）相连接，柔性铰链压杆（3）与定位杆（4）间隙为3mm；预紧螺钉（5）安装在定位杆（4）上，尾部与柔性铰链压杆（3）相接触，通过拧转预紧螺钉（5）改变柔性铰链压杆（3）对驱动单元的动子（12）的压力，进而改变动子（12）运动时的摩擦力；应变片组（6）粘贴在柔性铰链压杆（3...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄虎，杨智鑫，周晓勤，赵宏伟，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22