一种基于逆压电效应的作动器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于逆压电效应的作动器，包括底座、设置在底座上的定子及设置在底座上且与定子接触连接的动子，所述底座与定子之间设有定位装置，且定子通过定位装置设置在底座上，所述定子包括定子底板、设置在定子底板上的放大单元结构及与放大单元结构传动连接的动力装置，且动力装置能够推动放大单元结构运动，并通过放大单元结构带动动子进行运动；本实用新型专利技术的有益效果是：定子采用压电叠堆作为动力装置，可以实现微位移动作，采用压电叠堆能够提高压电陶瓷的驱动位移量，同时具有低功耗、响应快及发热小的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于逆压电效应的作动器
本技术涉及微位移驱动装置
，具体涉及一种基于逆压电效应的作动器。
技术介绍
近些年来，随着科技不断发展进步，各种新型技术不断出现，特别是航天航空、仿生科技、精密机械、医学、人造卫星等领域中出现的新型技术产物，要求高的定位能力。而且伴随着机器工作环境和应用场合的多样化，不仅要求作动器有着微米至纳米级的高精度和精确的运动控制要求，而且还希望作动器能够实现微型化、轻型化和模块化，且能在特殊场合下安全使用，如电磁场环境下。由于传统的作动器大都采用电热、电磁或机械式的驱动方式，对于当前作动器设计所提出的要求，传统作动器受制于工作原理和结构型式而不能满足要求。这就要求研发采用新型驱动方式的新型作动器来取代特定场合下使用的传动作动器。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本技术提供了结构合理、响应时间短的一种基于逆压电效应的作动器。本技术的技术方案如下：一种基于逆压电效应的作动器，其特征在于，包括底座、设置在底座上的定子及设置在底座上且与定子接触连接的动子，所述底座与定子之间设有定位装置，且定子通过定位装置设置在底座上；所述定子包括定子底板、设置在定子底板上的放大单元结构及与放大单元结构传动连接的动力装置，且通过动力装置能够推动放大单元结构运动，并通过放大单元结构带动动子进行移动。所述的一种基于逆压电效应的作动器，其特征在于，所述放大单元结构包括第一放大单元及与第一放大单元对称设置的第二放大单元，所述动力装置包括水平动力装置及竖直动力装置，所述第一放大单元及第二放大单元均采用二级杠杆放大结构，包括第一杠杆、第二杠杆及直圆型柔性铰链，所述第一杠杆中间位置设有第一直圆型柔性铰链，并通过第一直圆型柔性铰链与水平动力装置相连，从而构成等臂杠杆结构；所述第一杠杆的一端端面位置设有第二直圆型柔性铰链并通过第二直圆型柔性铰链与底板之间固定连接，所述第一杠杆的另一端侧面位置设有第三直圆型柔性铰链，并通过第三直圆型柔性铰链与第二杠杆固定连接，所述第二杠杆一端侧面位置上设有第四直圆型柔性铰链，并通过第四直圆型柔性铰链与底板之间固定连接，所述第二杠杆一端端面位置设有第五直圆型柔性铰链，并通过第五直圆型柔性铰链与竖直动力装置相连，所述第二杠杆端部设有驱动足，所述驱动足采用方形结构，并且与动子之间采用面接触。所述的一种基于逆压电效应的作动器，其特征在于，所述动力装置采用压电叠堆结构，包括一组压电陶瓷片、内部电极、外部电极及绝缘体，所述压电陶瓷片、绝缘体、内部电极依次叠加设置，并通过外部电极与外部电源电路连接。所述的一种基于逆压电效应的作动器，其特征在于，所述定子底板上在靠近动力装置的位置处设有预紧装置，所述预紧装置包括测微头及设置在测微头上的接触小球，所述接触小球与动力装置之间设有方形垫板，并通过方形垫板与动力装置接触设置。所述的一种基于逆压电效应的作动器，其特征在于，所述底座上设有用于定子与动子之间进行预压紧的预压机构，所述预压机构包括设置在固定设置在底座上的预压块及设置在预压块上的预压螺钉，所述定子底板的上设有悬臂梁，所述预压螺钉穿过悬臂梁与预压块固定连接，并将定子底板固定，所述预压螺钉上套设有预压弹簧。所述的一种基于逆压电效应的作动器，其特征在于，所述定位结构采用v型导轨定位结构，包括v型导轨底座及设置在v型导轨底座上的v型槽导轨。所述的一种基于逆压电效应的作动器，其特征在于，所述定位结构采用燕尾槽式导轨定位结构，包括燕尾槽底座及配合设置在燕尾槽底座上的燕尾槽导轨。所述的一种基于逆压电效应的作动器，其特征在于，所述定位结构采用直导轨定位结构，包括直导轨底座及设置在直导轨底座上的直导轨。所述的一种基于逆压电效应的作动器，其特征在于，所述动子包括动子底座、配合设置设在动子底座上的动子本体，所述动子底座上设有轨道，所述动子本体与轨道相配合，使得动子本体能沿轨道运动，所述动子本体上在与定子对应位置的侧面设有耐磨陶瓷条。所述的一种基于逆压电效应的作动器，其特征在于，所述定子的底板上在与定位结构对应的位置处设有腰圆孔，用于调节定子在定位结构上的位置。本技术的有益效果是：1）定子采用压电叠堆作为动力装置，可以实现微位移动作，采用压电叠堆能够提高压电陶瓷的驱动位移量，同时具有低功耗、响应快及发热小的优点。2）定子在采用二级杠杆放大结构，不仅对位移具有足够的放大能力而且还具有大的负载驱动能力，有效提高该作动器的驱动效率，二级杠杆放大结构之间采用直圆型铰链，提高了放大结构的运动灵敏度。3）定子与底板之间设有定位结构，保证了定子定位的准确性。4）驱动足与动子之间采用面接触，增加了定子与动子之间的有效接触面积，提高了驱动的效果。5）该作动器，具有大行程、速度快、响应快等特点，在一定的电压和频率范围内能够实现稳定运动趋势。附图说明图1为本技术的整体结构示意图；图2为本技术的爆炸图；图3为本技术的定子结构示意图；图4本技术的动力装置结构示意图；图中：1-定子，101-定子底板，102-驱动足，103-第二杠杆，104-第二直圆型柔性铰链，105-第一杠杆，106-第一直圆型柔性铰链，107-水平动力装置，108-第三直圆型柔性铰链，109-第四直圆型柔性铰链，110-腰圆孔，111-第五直圆型柔性铰链，112-竖直动力装置，113-悬臂梁，114-内部电极，115-绝缘体，116-外部电极，117-压电陶瓷片，2-动子，201-动子本体，202-动子底座，203-耐磨陶瓷条，3-底座，4-预压块，5-定位装置，6-测微头，7-预压螺钉。具体实施方式以下结合说明书附图，对本技术作进一步描述。如图1-4所示，一种基于逆压电效应的作动器，包括定子1、定子底板101、驱动足102、第二杠杆103、第二直圆型柔性铰链104、第一杠杆105、第一直圆型柔性铰链106、水平动力装置107、第三直圆型柔性铰链108、第四直圆型柔性铰链109、腰圆孔110、第五直圆型柔性铰链111、竖直动力装置112、悬臂梁113、内部电极114、绝缘体115、外部电极116、压电陶瓷片117、动子2、动子本体201、动子底座202、耐磨陶瓷条203、底座3、预压块4、定位装置5、测微头6及预压螺钉7。定子1设置在底座3上，动子2设置在底座3上且与定子1接触连接，底座3与定子1之间设有定位装置5，且定子1通过定位装置5设置在底座3上；定子1包括定子底板101、设置在定子底板101上的放大单元结构及与放大单元结构传动连接的动力装置，且动力装置能够推动放大单元结构运动，并通过放大单元结构带动动子2进行运动。放大单元结构包括第一放大单元及与第一放大单元对称设置的第二放大单元，所述动力装置包括水平动力装置107及竖直动力装置112，所述第一放大单元及第二放大单元均采用二级杠杆放大结构，包括第一杠杆105、第二杠杆103及直圆型柔性铰链，所述第一杠杆105中间位置设有第一直圆型柔性铰链106，并通过第一直圆型柔性铰链106与水平动力装置107相连，从而构成等臂杠杆结构；所述第一杠杆105的一端端面位置设有第二直圆型柔性铰链104并通过第二直圆型柔性铰链104与定子底板101之间固定连接，所述第一杠杆105的另一端侧面位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于逆压电效应的作动器，其特征在于，包括底座（3）、设置在底座（3）上的定子（1）及设置在底座（3）上且与定子（1）接触连接的动子（2），所述底座（3）与定子（1）之间设有定位装置（5），且定子（1）通过定位装置（5）设置在底座（3）上；所述定子（1）包括定子底板（101）、设置在定子底板（101）上的放大单元结构及与放大单元结构传动连接的动力装置，且通过动力装置能够推动放大单元结构运动，并通过放大单元结构带动动子（2）进行移动。

【技术特征摘要】
1.一种基于逆压电效应的作动器，其特征在于，包括底座（3）、设置在底座（3）上的定子（1）及设置在底座（3）上且与定子（1）接触连接的动子（2），所述底座（3）与定子（1）之间设有定位装置（5），且定子（1）通过定位装置（5）设置在底座（3）上；所述定子（1）包括定子底板（101）、设置在定子底板（101）上的放大单元结构及与放大单元结构传动连接的动力装置，且通过动力装置能够推动放大单元结构运动，并通过放大单元结构带动动子（2）进行移动。2.根据权利要求1所述的一种基于逆压电效应的作动器，其特征在于，所述放大单元结构包括第一放大单元及与第一放大单元对称设置的第二放大单元，所述动力装置包括水平动力装置（107）及竖直动力装置（112），所述第一放大单元及第二放大单元均采用二级杠杆放大结构，包括第一杠杆（105）及与第一杠杆（105）连接的第二杠杆（103），所述第一杠杆（105）中间位置设有第一直圆型柔性铰链（106），并通过第一直圆型柔性铰链（106）与水平动力装置（107）相连，从而构成等臂杠杆结构；所述第一杠杆（105）的一端端面位置设有第二直圆型柔性铰链（104）并通过第二直圆型柔性铰链（104）与定子底板（101）之间固定连接，所述第一杠杆（105）的另一端侧面位置设有第三直圆型柔性铰链（108），并通过第三直圆型柔性铰链（108）与第二杠杆（103）固定连接，所述第二杠杆（103）一端侧面位置上设有第四直圆型柔性铰链（109），并通过第四直圆型柔性铰链（109）与定子底板（101）之间固定连接，所述第二杠杆（103）一端端面位置设有第五直圆型柔性铰链（111），并通过第五直圆型柔性铰链（111）与竖直动力装置（112）相连，所述第二杠杆（103）端部设有驱动足（102），所述驱动足（102）采用方形结构，并且与动子（2）之间采用面接触。3.根据权利要求1所述的一种基于逆压电效应的作动器，其特征在于，所述动力装置采用压电叠堆结构，包括一组压电陶瓷片（117）、一组内部电极（114）、一组绝缘体（115）及外部电极（116），所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：石康，
申请(专利权)人：绍兴康健精密不锈钢有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33