一种高频往复运动机构制造技术

本实用新型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；本实用新型专利技术结构合理，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。频运动时的力延时现象。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


[0001]本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

[0002]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

[0003]本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。
[0004]为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0005]本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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]本技术有益效果为：本技术结构合理，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
[0011]图1是本技术的整体结构示意图；
[0012]图2是本技术在不同电压下的运动距离示意图；
[0013]图3是本技术在相同电压下的行程变化示意图。
[0014]图中：
[0015]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
[0016]下面结合附图与实施例对本技术的技术方案进行说明。
[0017]如图1所示，本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。
[0018]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。
[0019]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。
[0020]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。
[0021]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。
[0022]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。
[0023]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。
[0024]以上所述仅是本技术的较佳实施方式，故凡依本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，均包括于本技术专利申请范围内。
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【技术保护点】

【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。4.根据权利要...

【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：新型
国别省市：