辅助增压型压电粘滑直线电机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种辅助增压型压电粘滑直线电机，属于精密工程技术领域。包括固定底座、移动平台、定子组件以及动子组件；固定底座与定子组件通过螺钉进行连接；固定底座与动子组件通过螺钉进行连接；移动平台与动子组件通过螺钉进行连接；定子组件与动子组件接触配合。可增大辅助增压式定子与移动导轨间的摩擦驱动力，并降低辅助增压式定子与移动导轨间的摩擦阻力，实现对压电粘滑直线电机整个工作过程中摩擦力的调控，可显著的提高压电粘滑直线电机的输出特性，降低其位移回退率。具有结构简单、精度高以及响应速度快等诸多技术优势。在精密工程技术等领域有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
辅助增压型压电粘滑直线电机
本技术涉及精密工程
，特别涉及一种辅助增压型压电粘滑直线电机。
技术介绍
压电粘滑直线电机是一种基于压电元件的逆压电效应，在非对称电信号激励下激发定子（或称振子）产生微幅高频振动，利用定子与动子间的摩擦耦合实现机械能输出的微纳精密压电粘滑直线电机。按照驱动原理的不同，压电粘滑直线电机主要分为共振型压电电机（也称超声波电机）与非共振型压电电机（也称压电粘滑电机）两大类。与共振型压电电机相比，压电粘滑直线电机具有结构简单紧凑、控制方便、定位精度高及行程大等优点，被广泛应用于半导体加工、精密光学仪器等微纳精密驱动与定位
压电粘滑驱动主要是将锯齿激励电信号施加于压电元件，激发定子产生快慢交替的运动变形，控制定子与动子在“粘”和“滑”两种运动状态之间相互转换，利用摩擦力驱动动子实现机械运动输出。然而，由于压电粘滑驱动缓慢与快速变形驱动阶段，定子与动子间摩擦力发挥的不同作用，具体为缓慢变形驱动阶段时表现为摩擦驱动力，而快速变形驱动阶段时表现为摩擦阻力。尤其是在定子的快速变形驱动阶段，由于动子所受摩擦力与其运动方向相反，当动子惯性力不足以克服该摩擦阻力时，将会导致动子产生回退运动，表现为类锯齿状的不平稳运动输出，劣化输出性能，限制了压电粘滑直线电机的应用与发展。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种辅助增压型压电粘滑直线电机，解决了现有技术存在的位移回退严重以及运动输出不平稳等技术问题。本技术的上述目的通过以下技术方案实现：辅助增压型压电粘滑直线电机，包括固定底座1、移动平台2、定子组件3以及动子组件4；所述固定底座1与定子组件3通过定子紧固螺钉3-5进行连接；所述固定底座1与动子组件4通过导轨固定钉4-3进行连接；所述移动平台2与动子组件4通过平台紧固螺钉2-3进行连接；所述定子组件3与动子组件4通过驱动足3-1-2-2接触配合。所述的固定底座1是：固定底座1的上表面一侧设置有动子组件支撑面1-1，所述动子组件支撑面1-1上均匀布置有导轨固定内螺纹孔1-1-1，定子组件支撑面1-2上表面设置有定子固定内螺纹孔1-2-1。所述的移动平台2是：移动平台2上表面一侧均匀设置有沉头通孔2-1；所述移动平台2设置有导轨容纳孔2-2与固定导轨4-1相配合，防止在移动平台2运动的过程中与固定导轨4-1发生干涉。所述的定子组件3是：辅助增压式定子3-1包括桥式辅助增压结构3-1-1和驱动结构3-1-2，所述桥式辅助增压结构3-1-1的两侧设置有辅助结构支撑梁3-1-1-1，所述辅助结构支撑梁3-1-1-1上均匀设置有铰链3-1-1-2，铰链3-1-1-2的厚度与辅助结构支撑梁3-1-1-1的轴向刚度相匹配；所述辅助增压式定子3-1设置有压电元件安装槽一3-1-1-3，桥式辅助增压结构3-1-1的后端设置有辅助结构支撑架3-1-1-4，辅助结构支撑架3-1-1-4上均匀设有辅助结构固定孔3-1-1-5；所述辅助结构支撑架3-1-1-4的侧壁中部设置有压电元件预紧孔一3-1-1-6；所述驱动结构3-1-2的前端设置有位移放大结构3-1-2-1，位移放大结构3-1-2-1包括一级位移放大横梁3-1-2-1-1、二级位移放大横梁3-1-2-1-2、一级位移放大支撑梁3-1-2-1-3和二级位移放大支撑梁3-1-2-1-4，所述一级位移放大横梁3-1-2-1-1上设置有铰链一3-1-2-1-5，所述二级位移放大横梁3-1-2-1-2上设置有铰链二3-1-2-1-6，所述一级位移放大支撑梁3-1-2-1-3上设置有铰链三3-1-2-1-7，所述二级位移放大支撑梁3-1-2-1-4上设置有铰链四3-1-2-1-8，所述驱动结构3-1-2所设的位移放大结构3-1-2-1的一侧端部设置有驱动足3-1-2-2，与移动导轨4-2侧壁接触配合，实现对移动导轨4-2的驱动作用；所述驱动结构3-1-2的后端设置有驱动结构支撑架3-1-2-3，驱动结构支撑架3-1-2-3上设有驱动结构固定孔3-1-2-4，所述驱动结构支撑架3-1-2-3侧壁中部设置有压电元件预紧孔二3-1-2-5；所述驱动结构3-1-2设置有压电元件安装槽二3-1-2-6；压电叠堆一3-2安装于压电元件安装槽一3-1-1-3内，当压电叠堆一3-2通以电信号，基于压电元件的逆压电效应，压电叠堆一3-2会产生轴向伸长并作用于桥式辅助增压结构3-1-1，进而增加驱动足3-1-2-2与移动导轨4-2侧壁的正压力，提高辅助增压式定子3-1的驱动效果；压电叠堆二3-3安装于压电元件安装槽二3-1-2-6内，当压电叠堆二3-3通以电信号，基于压电元件的逆压电效应，压电叠堆二3-3产生轴向伸长并通过位移放大结构3-1-2-1使驱动足3-1-2-2产生侧向位移，并驱动移动导轨4-2运动；垫片3-4的一侧端面与压电叠堆一3-2或压电叠堆二3-3接触配合，另一侧端面与压电元件安装槽一3-1-1-3或压电元件安装槽二3-1-2-6接触配合，实现对压电叠堆一3-2或压电叠堆二3-3的预紧作用，并防止压电叠堆一3-2或压电叠堆二3-3受力不均或产生切应变。所述的铰链3-1-1-2与辅助结构支撑梁3-1-1-1的厚度之比为0.1~0.9；铰链一3-1-2-1-5与一级位移放大横梁3-1-2-1-1的厚度之比的取值范围、铰链二3-1-2-1-6与二级位移放大横梁3-1-2-1-2的厚度之比的取值范围、铰链三3-1-2-1-7与一级位移放大支撑梁3-1-2-1-3的厚度之比的取值范围、铰链四3-1-2-1-8与二级位移放大支撑梁3-1-2-1-4的厚度之比的取值范围均为0.1~0.9。所述的动子组件4包括固定导轨4-1、移动导轨4-2、导轨固定钉4-3、导轨限位螺栓4-4和导轨保持架4-5，所述固定导轨4-1的上侧端面设有沉头通孔二4-1-1，固定导轨4-1的两侧端面设有限位螺纹孔一4-1-2，移动导轨4-2的上侧端面设有螺纹孔4-2-1，移动导轨4-2的两侧端面设有限位螺纹孔二4-2-2；所述导轨固定钉4-3与固定导轨4-1所设的沉头通孔二4-1-1配合，并与导轨固定内螺纹孔1-1-1旋合连接；所述导轨限位螺栓4-4与限位螺纹孔一4-1-2和限位螺纹孔二4-2-2旋合连接，实现对固定导轨4-1和移动导轨4-2位置的限定，并避免导轨保持架4-5和导轨保持架4-5上的滚子滑出导轨；所述导轨保持架4-5和滚子为动子组件4的滑动提供支撑。所述的辅助增压式定子3-1中的桥式辅助增压结构3-1-1为梭形辅助增压结构3-1-3，梭形辅助增压结构3-1-3的后端设置有辅助结构固定架3-1-3-1，辅助结构固定架3-1-3-1上均匀设有辅助增压结构固定孔3-1-3-2，辅助结构固定架3-1-3-1的外侧壁中部设有压电元件预紧孔三3-1-3-3；所述梭形辅助增压结构3-1-3两侧设置有支撑梁3-1-3-4，支撑梁3-1-3-4上均匀设有铰链五3-1-3-5，铰链五3-1-3-5与支撑梁3-1-3-4厚度之比的取值范围为0.1~0.9；所述梭形辅助增压结构3-1-3设置有压电叠堆安装槽3-1-3-6。所述的辅助增压式定子3-1中的桥式辅助增压结构3-1-1为直驱式辅助增压结构3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种辅助增压型压电粘滑直线电机，其特征在于：包括固定底座(1)、移动平台(2)、定子组件(3)以及动子组件(4)；所述固定底座(1)与定子组件(3)通过定子紧固螺钉(3‑5)进行连接；所述固定底座(1)与动子组件(4)通过导轨固定钉(4‑3)进行连接；所述移动平台(2)与动子组件(4)通过平台紧固螺钉(2‑3)进行连接；所述定子组件(3)与动子组件(4)通过驱动足(3‑1‑2‑2)接触配合。

【技术特征摘要】
1.一种辅助增压型压电粘滑直线电机，其特征在于：包括固定底座(1)、移动平台(2)、定子组件(3)以及动子组件(4)；所述固定底座(1)与定子组件(3)通过定子紧固螺钉(3-5)进行连接；所述固定底座(1)与动子组件(4)通过导轨固定钉(4-3)进行连接；所述移动平台(2)与动子组件(4)通过平台紧固螺钉(2-3)进行连接；所述定子组件(3)与动子组件(4)通过驱动足(3-1-2-2)接触配合。2.根据权利要求1所述的辅助增压型压电粘滑直线电机，其特征在于：所述的固定底座(1)是：固定底座(1)的上表面一侧设置有动子组件支撑面(1-1)，所述动子组件支撑面(1-1)上均匀布置有导轨固定内螺纹孔(1-1-1)，定子组件支撑面(1-2)上表面设置有定子固定内螺纹孔(1-2-1)。3.根据权利要求1所述的辅助增压型压电粘滑直线电机，其特征在于：所述的移动平台(2)是：移动平台(2)上表面一侧均匀设置有沉头通孔(2-1)；所述移动平台(2)设置有导轨容纳孔(2-2)与固定导轨(4-1)相配合，防止在移动平台(2)运动的过程中与固定导轨(4-1)发生干涉。4.根据权利要求1所述的辅助增压型压电粘滑直线电机，其特征在于：所述的定子组件(3)是：辅助增压式定子(3-1)包括桥式辅助增压结构(3-1-1)和驱动结构(3-1-2)，所述桥式辅助增压结构(3-1-1)的两侧设置有辅助结构支撑梁(3-1-1-1)，所述辅助结构支撑梁(3-1-1-1)上均匀设置有铰链(3-1-1-2)，铰链(3-1-1-2)的厚度与辅助结构支撑梁(3-1-1-1)的轴向刚度相匹配；所述辅助增压式定子(3-1)设置有压电元件安装槽一(3-1-1-3)，桥式辅助增压结构(3-1-1)的后端设置有辅助结构支撑架(3-1-1-4)，辅助结构支撑架(3-1-1-4)上均匀设有辅助结构固定孔(3-1-1-5)；所述辅助结构支撑架(3-1-1-4)的侧壁中部设置有压电元件预紧孔一(3-1-1-6)；所述驱动结构(3-1-2)的前端设置有位移放大结构(3-1-2-1)，位移放大结构(3-1-2-1)包括一级位移放大横梁(3-1-2-1-1)、二级位移放大横梁(3-1-2-1-2)、一级位移放大支撑梁(3-1-2-1-3)和二级位移放大支撑梁(3-1-2-1-4)，所述一级位移放大横梁(3-1-2-1-1)上设置有铰链一(3-1-2-1-5)，所述二级位移放大横梁(3-1-2-1-2)上设置有铰链二(3-1-2-1-6)，所述一级位移放大支撑梁(3-1-2-1-3)上设置有铰链三(3-1-2-1-7)，所述二级位移放大支撑梁(3-1-2-1-4)上设置有铰链四(3-1-2-1-8)，所述驱动结构(3-1-2)所设的位移放大结构(3-1-2-1)的一侧端部设置有驱动足(3-1-2-2)，与移动导轨(4-2)侧壁接触配合，实现对移动导轨(4-2)的驱动作用；所述驱动结构(3-1-2)的后端设置有驱动结构支撑架(3-1-2-3)，驱动结构支撑架(3-1-2-3)上设有驱动结构固定孔(3-1-2-4)，所述驱动结构支撑架(3-1-2-3)侧壁中部设置有压电元件预紧孔二(3-1-2-5)；所述驱动结构(3-1-2)设置有压电元件安装槽二(3-1-2-6)；压电叠堆一(3-2)安装于压电元件安装槽一(3-1-1-3)内，当压电叠堆一(3-2)通以电信号，基于压电元件的逆压电效应，压电叠堆一(3-2)会产生轴向伸长并作用于桥式辅助增压结构(3-1-1)，进而增加驱动足(3-1-2-2)与移动导轨(4-2)侧壁的正压力，提高辅助增压式定子(3-1)的驱动效果；压电叠堆二(3-3)安装于压电元件安装槽二(3-1-2-6)内，当压电叠堆二(3-3)通以电信号，基于压电元件的逆压电效应，压电叠堆二(3-3)产生轴向伸长并通过位移放大结构(3-1-2-1)使驱动足(3-1-2-2)产生侧向位移，并驱动移动导轨(4-2)运动；垫片(3-4)的一侧端面与压电叠堆一(3-2)或压电叠堆二(3-3)接触配合，另一侧端面与压电元件安装槽一(3-1-1-3)或压电元件安装槽二(3-1-2-6)接触配合，实现对压电叠堆一(3-2)或压电叠堆二(3-...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宏伟，秦峰，呼咏，王吉如，祖新宇，王岩，郑小石，李磊，刘思含，李文博，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林,22