一种高频往复运动机构制造技术

本发明专利技术涉及高频精密驱动装置技术领域，具体指一种高频往复运动机构；包括机架，所述机架上设有压电堆、杠杆机构和复位装置，杠杆机构与机架构成可转动连接；所述杠杆机构的两端分别与压电堆和复位装置配合连接；本发明专利技术结构合理，采用压电堆作为动力源实现高频的往复运动，且该往复运动的运动距离实时可变，采用二级杠杆放大运动行程，使整体结构小型化，提高放大倍数，实现了毫米级的精密往复运动；在运动端采用气弹簧替代普通弹簧避免高频运动时的力延时现象。

【技术实现步骤摘要】
一种高频往复运动机构
本专利技术涉及高频精密驱动装置
，具体指一种高频往复运动机构。
技术介绍
往复运动是一种常见的机械传动类型，传统的驱动机构很难实现高频(大于50Hz)和行程距离实时可控的往复运动。常见的丝杠和电机组合，直线电机等可以实现往复距离实时可控，但往复频率提高受到电机转速、传动比和行程长度限制，很难实现往复频率的提升。而凸轮、曲柄和连杆组合，可以实现高频往复，但是其往复的行程长度是固定的，不能实现往复距离实时变换的要求。而目前的部分工作场景需要高频和高精密度的往复驱动，现有的机械传动机构无法满足使用的需求。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构合理、高频往复运动机构。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术所述的一种高频往复运动机构,包括机架，所述机架上设有压电堆、杠杆机构和复位装置，杠杆机构与机架构成可转动连接；所述杠杆机构的两端分别与压电堆和复位装置配合连接。根据以上方案，所述压电堆的一端与机架固定连接，压电堆的另一端与杠杆机构的输入端配合连接。根据以上方案，所述复位装置包括气弹簧，机架上设有直线导轨，气弹簧可活动地设置在直线导轨上；所述杠杆机构的输出端与气弹簧配合连接。根据以上方案，所述杠杆机构包括第一杠杆和第二杠杆，第一杠杆、第二杠杆分别与机架转动连接；所述第一杠杆的输入端与压电堆配合连接，第一杠杆的输出端与第二杠杆的输入端配合连接，第二杠杆的输出端与气弹簧配合连接。根据以上方案，所述杠杆机构还包括预紧弹簧，机架上固定设有套筒基座，预紧弹簧的一端穿设于套筒基座内，预紧弹簧的另一端与第一杠杆的输出端配合连接。本专利技术有益效果为：本专利技术结构合理，采用压电堆作为动力源实现高频的往复运动，且该往复运动的运动距离实时可变；采用二级杠杆放大运动行程，使整体结构小型化，提高放大倍数，实现了毫米级的精密往复运动；气弹簧替代普通弹簧避免高频运动时的力延时现象。附图说明图1是本专利技术的整体结构示意图；图2是本专利技术在不同电压下的运动距离示意图；图3是本专利技术在相同电压下的行程变化示意图。图中：1、机架；2、压电堆；3、气弹簧；11、直线导轨；12、套筒基座；13、预紧弹簧；21、第一杠杆；22、第二杠杆。具体实施方式下面结合附图与实施例对本专利技术的技术方案进行说明。如图1所示，本专利技术所述的一种高频往复运动机构,包括机架1，所述机架1上设有压电堆2、杠杆机构和复位装置，杠杆机构与机架1构成可转动连接；所述杠杆机构的两端分别与压电堆2和复位装置配合连接。本专利技术采用压电堆2作为动力源，然后利用杠杆机构将压电堆2的纳米级运动距离放大到毫米级，从而同时实现高频往复运动和往复距离可调的目的。所述压电堆2的一端与机架1固定连接，压电堆2的另一端与杠杆机构的输入端配合连接。所述压电堆2上施加不同的电压，可以获得不同的往复距离从而通过杠杆机构将压电堆2的行程进行放大，从试验数据可以证明压电堆2的电压与运动距离有很好的相关性。所述复位装置包括气弹簧3，机架1上设有直线导轨11，气弹簧3可活动地设置在直线导轨11上；所述杠杆机构的输出端与气弹簧3配合连接。所述气弹簧3可以解决压缩量存在波动时弹簧力的延时的现象，进而杠杆机构的输出端上采用气弹簧作为整体的复位动力源，使整个系统往复频率达到了200Hz。所述杠杆机构包括第一杠杆21和第二杠杆22，第一杠杆21、第二杠杆22分别与机架1转动连接；所述第一杠杆21的输入端与压电堆2配合连接，第一杠杆21的输出端与第二杠杆22的输入端配合连接，第二杠杆22的输出端与气弹簧3配合连接。本专利技术优选采用两级杠杆放大结构，即压电堆2的行程通过第一杠杆21和第二杠杆22的传动，使行程中纳米级放大到毫米级，从而同时实现高频往复运动的目的。所述杠杆机构还包括预紧弹簧13，机架1上固定设有套筒基座12，预紧弹簧13的一端穿设于套筒基座12内，预紧弹簧13的另一端与第一杠杆21的输出端配合连接。所述预紧弹簧13用于对杠杆机构施加预紧力，保证整体机构的稳定性，当压电堆2通电时产生行程变化，该行程动作通过第一杠杆21放大后克服预紧弹簧13的阻力，再通过第二杠杆22传动给运动端。如图2所示，通过改变压电堆2的电压，得出了不同电压时系统的往复距离(不同的杠杆放大系数和压电堆2的本身的伸缩量，得出的实际距离会有区别)，从数据看压电堆2的电压和运动距离有很好的相关性。如图3所示，在相同电压时，采取32组试验距离，得出运行距离的变化范围，从数据看最大变化量在4微米，该精度满足常规自动化生产的运用。以上所述仅是本专利技术的较佳实施方式，故凡依本专利技术专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本专利技术专利申请范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高频往复运动机构,包括机架(1)，其特征在于：所述机架(1)上设有压电堆(2)、杠杆机构和复位装置，杠杆机构与机架(1)构成可转动连接；所述杠杆机构的两端分别与压电堆(2)和复位装置配合连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种高频往复运动机构,包括机架(1)，其特征在于：所述机架(1)上设有压电堆(2)、杠杆机构和复位装置，杠杆机构与机架(1)构成可转动连接；所述杠杆机构的两端分别与压电堆(2)和复位装置配合连接。


2.根据权利要求1所述的高频往复运动机构，其特征在于：所述压电堆(2)的一端与机架(1)固定连接，压电堆(2)的另一端与杠杆机构的输入端配合连接。


3.根据权利要求1所述的高频往复运动机构，其特征在于：所述复位装置包括气弹簧(3)，机架(1)上设有直线导轨(11)，气弹簧(3)可活动地设置在直线导轨(11)上；所述杠杆机构的输出端与气弹簧(3)配合连接。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍立志，刘红建，张鹤鹏，张恩来，
申请(专利权)人：安兴精密深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44