一种步进式驱动装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于精密驱动领域，具体涉及一种步进式驱动装置。本发明专利技术解决了惯性式压电驱动装置因回退现象导致输出效率降低的技术问题。该驱动装置包括驱动单元、弹簧机构、转子、螺钉和底座；驱动单元与转子接触，通过螺钉安装在底座上；弹簧机构弧形块端与转子接触，螺纹旋钮端安装在底座上；在电压信号激励下，该装置驱动单元可驱动转子旋转，弹簧机构与转子在运动过程中接触并产生摩擦力，可消除运动过程中转子的回退运动，实现高效旋转运动。该装置可应用于精密超精密机械加工、微机电系统、微操作机器人、生物技术、航空航天等领域。

A stepping driving device

【技术实现步骤摘要】
一种步进式驱动装置
本专利技术涉及一种微纳精密驱动装置，特别涉及一种步进式驱动装置。
技术介绍
具有微/纳米级定位精度的精密驱动技术是超精密加工与测量、光学工程、智能机器人、现代医疗、航空航天科技等高尖端科学
中的关键技术。为实现微/纳米级的输出精度，现代精密驱动技术的应用对驱动装置的精度提出了更高要求。传统的驱动装置输出精度低，整体尺寸大，无法满足现代先进科技技术中精密系统对微/纳米级高精度和驱动装置尺寸微小的要求。压电驱动装置具有体积尺寸小、位移分辨率高、输出负载大、能量转换率高等优点，能实现微/纳米级的输出精度，已经越来越多地被应用到微定位和精密超精密加工中。压电驱动装置主要分为超声型，尺蠖型和惯性型，超声型压电驱动装置结构紧凑，噪声低，但输出功率小，效率较低，磨损问题严重导致其寿命短；尺蠖型压电驱动装置输出精度和承载能力较高，但结构复杂，控制困难；惯性型压电驱动装置结构简单，易于控制，能实现大行程高精度运动，但在运动过程中常出现回退现象导致输出效率降低。因此，有必要设计一种能消除回退现象的惯性型压电驱动装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种步进式驱动装置，解决现有技术存在的上述问题。在电压信号激励下，本专利技术驱动单元可驱动转子旋转，弹簧机构与转子在运动过程中接触并产生摩擦力，可消除运动过程中转子的回退，实现高效旋转运动。本专利技术的上述目的通过以下技术方案实现：一种步进式驱动装置，包括驱动单元、弹簧机构、转子、螺钉和底座；驱动单元与转子接触，通过螺钉安装在底座上；弹簧机构一端与转子接触，一端安装在底座上；在电压信号激励下，该装置驱动单元可驱动转子旋转，弹簧机构与转子在运动过程中接触并产生摩擦力，可消除运动过程中转子的回退，实现旋转运动。所述的驱动单元包含压电叠堆、预紧楔块、柔性铰链机构，压电叠堆和预紧楔块安装在柔性铰链机构内，通过预紧楔块进行预紧；螺钉可调节柔性铰链机构与转子间的初始预紧力；柔性铰链机构为类平行四边形，包含八个薄壁柔性铰链，弧形凸起部分与转子接触，压电叠堆得电伸长可推动弧形凸起部分顶紧转子并带动转子旋转。所述的弹簧机构由弧形块、弹簧和螺纹旋钮固定连接为一体，弧形块与转子接触，螺纹旋钮安装在底座上，通过螺纹旋钮可调节弧形块与转子间的预紧力。本专利技术的主要优势在于：在电压信号激励下，该驱动装置驱动单元可驱动转子旋转，弹簧机构与转子在运动过程中接触并产生摩擦力，可消除运动过程中转子的回退，实现高效旋转运动。该驱动装置可应用于精密超精密加工、微操作机器人、微机电系统、大规模集成电路制造、生物技术等重要科学工程领域。附图说明此处附图说明用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1是本专利技术的等轴测视示意图；图2是本专利技术的驱动单元柔性铰链机构示意图；图3是本专利技术的弹簧机构柔性铰链机构示意图；图中：1.弹簧机构；2.转子；3.底座；4.驱动单元；5.螺钉；4-1.压电叠堆；4-2.预紧楔块；4-3.柔性铰链机构；1-1.螺纹旋钮；1-2.弹簧；1-3.弧形块。具体实施方式下面结合附图进一步说明本专利技术的详细内容及其具体实施方式。参见图1至图3所示，一种步进式驱动装置，主要包括驱动单元(4)、弹簧机构(1)、转子(2)、螺钉(5)和底座(3)，驱动单元(4)与转子(2)接触，通过螺钉(5)安装在底座(3)上；弹簧机构(1)一端与转子(2)接触，一端安装在底座(3)上；在电压信号激励下，该驱动装置驱动单元(4)可驱动转子(2)旋转，弹簧机构(1)与转子(2)在运动过程中接触并产生摩擦力，可消除运动过程中转子(2)的回退，实现旋转运动。所述的驱动单元(4)包含压电叠堆(4-1)、预紧楔块(4-2)、柔性铰链机构(4-3)，压电叠堆(4-1)、预紧楔块(4-2)安装在柔性铰链机构(4-3)内，通过预紧楔块(4-2)进行预紧，螺钉(5)可调节柔性铰链机构(4-3)与转子(2)间的初始预紧力；柔性铰链机构(4-3)为类平行四边形，包含八个薄壁柔性铰链，弧形凸起部分与转子(2)接触，压电叠堆(4-1)得电伸长可推动弧形凸起部分顶紧转子(2)并带动转子(2)旋转。所述的弹簧机构(1)由弧形块(1-3)、弹簧(1-2)和螺纹旋钮(1-1)固定连接为一体，弧形块(1-3)与转子(2)接触，螺纹旋钮(1-1)安装在底座(3)上，通过螺纹旋钮(1-1)可调节弧形块(1-3)与转子(2)间的预紧力。参见图1至图3所示，本专利技术的具体工作过程如下：初始状态：调节螺钉(5)控制柔性铰链机构(4-3)与转子(2)间的初始预紧力，调节螺纹旋钮(1-1)控制弧形块(1-3)与转子(2)间的预紧力。采用锯齿形或脉冲型电压信号加载在压电叠堆(4-1)上，压电叠堆(4-1)不带电；以锯齿形电压信号为例，当电压缓慢上升，压电叠堆(4-1)通电，通过逆压电效应压电叠堆(4-1)伸长，驱动柔性铰链机构(4-3)变形，导致柔性铰链机构(4-3)的弧形凸起压紧转子(2)，同时带动转子(2)旋转；当电压急速下降，压电叠堆(4-1)开始失电回复初始状态，柔性铰链机构(4-3)也回复初始状态，在这个过程中，柔性铰链机构(4-3)与转子(2)间的摩擦力会引起转子(2)产生回退运动，而弧形块(1-3)与转子(2)间会产生防止转子(2)回退的反向摩擦力，阻止转子(2)产生回退运动，转子(2)仍保持在旋转后的位置；重复上述步骤，该驱动装置可实现大行程高效旋转运动。本专利技术涉及的一种步进式驱动装置，在电压信号激励下，该驱动装置驱动单元(4)可驱动转子(2)旋转，弹簧机构(1)与转子(2)在运动过程中接触并产生摩擦力，可消除运动过程中转子(2)的回退，实现大行程旋转运动，具有发热小、驱动平稳、可靠、高效的特点。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种步进式驱动装置，其特征在于：包括驱动单元、弹簧机构、转子、螺钉和底座；驱动单元与转子接触，通过螺钉安装在底座上；弹簧机构一端与转子接触，一端安装在底座上；在电压信号激励下，该装置驱动单元可驱动转子旋转，弹簧机构与转子在运动过程中接触并产生摩擦力，可消除运动过程中转子的回退，实现旋转运动。/n

【技术特征摘要】
1.一种步进式驱动装置，其特征在于：包括驱动单元、弹簧机构、转子、螺钉和底座；驱动单元与转子接触，通过螺钉安装在底座上；弹簧机构一端与转子接触，一端安装在底座上；在电压信号激励下，该装置驱动单元可驱动转子旋转，弹簧机构与转子在运动过程中接触并产生摩擦力，可消除运动过程中转子的回退，实现旋转运动。


2.根据权利要求1所述的一种步进式驱动装置，其特征在于：所述的驱动单元包含压电叠堆、预紧楔块、柔性铰链机构，压电叠堆和预...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建平，万嫩，温建明，张昱，马继杰，胡意立，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33