一种压电旋转驱动器制造技术

本发明专利技术涉及机械工程技术领域，特别是一种压电旋转驱动器，其组成包括：压电双晶片，运动转换块，紧定螺钉，基座，外壳，上、下离合器，输出轴，轴承，基座固定螺钉，底部压紧螺钉，上离合器座和离合器座固定螺钉。基座中心有一通槽，固定两片压电双晶片的一端，压电双晶片的另一端通过紧定螺钉将运动传递给运动转换块，安装在运动转换块顶端的下离合器将运动传递给输出轴，输出轴通过上离合器的锁紧作用保持其转过的角度；当双晶片被施加连续的交变电场时，输出轴输出连续的旋转运动。本发明专利技术的驱动器，具有机械结构简单，体积小；功耗低，能量密度高；磁泄漏少，抗电磁干扰能力强；控制简单，分辨率高；响应速度快，噪音小，通用性强等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械工程
中产生旋转运动的原动机，特别涉及一种压 电旋转驱动器。
技术介绍
驱动器是能够产生并输出运动及扭矩的装置，通常称能够产生旋转运动的 驱动器为电机。传统的电机采用电磁原理，具有输出功率大，调速性能好等优 点，在驱动领域中获得了广泛的应用。但由于电磁式电机的结构复杂，尺寸较 大，很难微型化，同时由于磁泄漏的存在，在特殊应用时受到一定的限制。因 此，采用新原理、新方法的制作电机的技术成为近年来的研究热点。现有的压电驱动器，如中国专利CN1556583A中公开的压电电机，使用压 电材料的直接变形输出位移，输出位移小，受到离合器空程角的限制；中国专 利CN1407706A中公开的压电电机，利用压电双晶片的谐振输出旋转运动，结 构复杂，对控制系统的要求较高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种压电旋转驱动器，使用压电材料的逆压电效应来 产生旋转运动并输出扭矩，以克服现有电磁驱动器结构复杂、磁泄漏大的缺点， 同时克服现有压电旋转驱动器通用性差，结构及控制复杂的缺点。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下一种压电旋转驱动器，所述驱动器由压电双晶片1，运动转换块2，紧定螺钉3，基座4，外壳5，上离合器6，下离合器7，输出轴8，轴承9，基座固定螺钉10，底部压紧螺钉11，上离合器座12以及离合器座固定螺钉13组成。 所述基座4的中心有一通槽19，槽两侧有对称分布的螺纹孔20，所述压电双晶片1的一端固定于所述基座4的通槽19内，并使用底部压紧螺钉11通过螺纹孔20将其固定；所述的运动转换块2中心有一通槽15，通槽两侧翼有四个垂直于通槽方向对称分布内螺纹孔16，将四枚前端为球面的紧定螺钉3旋入四个内螺纹孔16内，但相对的两球面18应留有一定的间隙，此间隙应大于所述压电双晶片1的厚度；所述运动转换块2沿径向方向插入所述压电双晶片1的顶端，确保所述运 动转换块2的通槽15的底部与所述压电双晶片1的顶端留有一定的间隙；调 节四枚紧定螺钉3的螺纹17的旋入深度，保证所述紧定螺钉3的球面18与所 述压电双晶片充分接触，不留间隙；将下离合器7装入运动转换块2顶端的沉孔14内，将基座4与外壳5利 用基座固定螺钉IO固定；将轴承9装入外壳5，使其内环与下离合器的外环固 接，外环安装在外壳5的轴承座上；将上离合器6与上离合器座12安装在一 起后，使用离合器座固定螺钉13将其与外壳5固接在一起；最后将输出轴8 按照离合器的释放方向沿驱动器轴线自上离合器旋入下离合器。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果采用本专利技术提供的 压电驱动器，具有机械结构简单，体积小；功耗低，能量密度高；磁泄漏少， 抗电磁干扰能力强；控制电路简单，分辨率高；响应速度快，噪音小，通用性 强等优点。 附图说明图l是驱动器的剖视图2是运动转换块的剖视图3是紧定螺钉示意图4是基座示意图。具体实施例方式下面参照附图对本专利技术的原理、结构和工作过程作进一步的说明。图l是驱动器的剖视图，所述驱动器由压电双晶片1，运动转换块2，紧 定螺钉3，基座4，外壳5，上离合器6，下离合器7，输出轴8，轴承9，基座 固定螺钉IO，底部压紧螺钉ll，上离合器座12以及离合器座固定螺钉13组 成；图2是运动转换块的剖视图，所述运动转换块2具有通槽15用以插入所 述压电双晶片l，并在其侧翼上具有内螺纹孔16用于固定及调节所述紧定螺钉 3的预紧程度，其顶部有用于安装下离合器7的沉孔14;所述紧定螺钉3结构 如图3所示，其前端为球面18，用以传递压电材料粘接片弯曲产生的变形，其 外侧具有螺纹17;所述基座4的结构如图4所示，其中部具有通槽19，并在 通槽19的两侧翼上有螺纹孔20，用以安装和夹紧压电双晶片1，基座底部有 螺孔21，用以将基座与外壳5连接在一起。装配时，先使所述压电双晶片1的一端固定于所述基座4的通槽19内， 并使用底部压紧螺钉11将其固定；将四枚紧定螺钉3旋入所述运动转换块2 的四个内螺纹孔16内，但相对的两球面18应留有一定的间隙，此间隙应大于 所述压电双晶片1的厚度。将所述运动转换块2沿径向方向插入所述压电双晶 片的顶端，确保所述运动转换块2的通槽15的底部与所述压电双晶片的顶端 留有一定的间隙。调节四枚紧定螺钉3的螺纹17的旋入深度，保证所述紧定 螺钉3的球面18与所述压电双晶片充分接触，不留间隙；将下离合器7装入 运动转换块2顶端的沉孔14内，将基座4与外壳5利用基座固定螺钉10固定;将轴承9装入外壳5，使其内环与下离合器的外环固接，外环安装在外壳5的轴承座上；将上离合器6与上离合器座12安装在一起后，使用离合器座固定螺钉13将其与外壳5固接在一起；最后将输出轴8按照离合器的释放方向沿驱动器轴线自上离合器旋入下离合器，装配即完成。在压电双晶片表面以及中间引出电极上施加一定的电压，本驱动器即可使 用。由于压电材料的逆压电效应，使得两片压电双晶片朝着相反的方向弯曲， 在径向方向上即实现扭转，该扭转运动经紧定螺钉传递给运动转换块，运动转 换块带动下离合器转过一个角度，使下离合器与输出轴由释放状态转换为锁紧 状态，上离合器与输出轴处于释放状态，由下离合器带动输出轴转过一定角度； 随后控制电压改变方向，下离合器与输出轴松开，在此过程中，上离合器处于 锁紧状态，因此输出轴不会朝相反方向转动，而是固定在刚才的位置，保存刚 刚转过的角度，实现转动保持，等待下一次旋转；当在双晶片上施加持续的交 变电场时，以上过程连续进行，输出轴的旋转运动被积累下来，输出步进的角 度位移，形成连续的旋转运动，本专利技术目标实现。所述上离合器6与下离合器7的安装方向一致；并且本驱动器工作时为单 一方向旋转；在加电和不加电的状态下，本驱动器均具有防止倒转的功能。以上实施例是供理解本专利技术之用，并非是对本专利技术的限制，有关领域的技 术人员，在权力要求所述技术方案的基础上，还可以作出多种变化或变形，所 有等同的变化或变行都应在本专利技术的保护范围之内。权利要求1.一种压电旋转驱动器，其特征在于所述驱动器由压电双晶片(1)，运动转换块(2)，紧定螺钉(3)，基座(4)，外壳(5)，上离合器(6)，下离合器(7)，输出轴(8)，轴承(9)，基座固定螺钉(10)，底部压紧螺钉(11)，上离合器座(12)以及离合器座固定螺钉(13)组成；所述基座(4)的中心有一通槽(19)，槽两侧有对称分布的螺纹孔(20)，所述压电双晶片(1)的一端固定于所述基座(4)的通槽(19)内，并使用底部压紧螺钉(11)通过螺纹孔(20)将其固定；所述的运动转换块(2)中心有一通槽(15)，通槽两侧翼有四个垂直于通槽方向对称分布内螺纹孔(16)，将四枚前端为球面的紧定螺钉(3)旋入四个内螺纹孔(16)内，但相对的两球面(18)应留有一定的间隙，此间隙应大于所述压电双晶片(1)的厚度；所述运动转换块(2)沿径向方向插入所述压电双晶片(1)的顶端，确保所述运动转换块(2)的通槽(15)的底部与所述压电双晶片(1)的顶端留有一定的间隙；调节四枚紧定螺钉(3)的螺纹(17)的旋入深度，保证所述紧定螺钉(3)的球面(18)与所述压电双晶片充分接触，不留间隙；将下离合器(7)装入运动转换块(2)顶端的沉孔(14)内，将基座(4)与外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电旋转驱动器，其特征在于：所述驱动器由压电双晶片（１），运动转换块（２），紧定螺钉（３），基座（４），外壳（５），上离合器（６），下离合器（７），输出轴（８），轴承（９），基座固定螺钉（１０），底部压紧螺钉（１１），上离合器座（１２）以及离合器座固定螺钉（１３）组成；　所述基座（４）的中心有一通槽（１９），槽两侧有对称分布的螺纹孔（２０），所述压电双晶片（１）的一端固定于所述基座（４）的通槽（１９）内，并使用底部压紧螺钉（１１）通过螺纹孔（２０）将其固定；　所述的运动转换块（２）中心有一通槽（１５），通槽两侧翼有四个垂直于通槽方向对称分布内螺纹孔（１６），将四枚前端为球面的紧定螺钉（３）旋入四个内螺纹孔（１６）内，但相对的两球面（１８）应留有一定的间隙，此间隙应大于所述压电双晶片（１）的厚度；　所述运动转换块（２）沿径向方向插入所述压电双晶片（１）的顶端，确保所述运动转换块（２）的通槽（１５）的底部与所述压电双晶片（１）的顶端留有一定的间隙；调节四枚紧定螺钉（３）的螺纹（１７）的旋入深度，保证所述紧定螺钉（３）的球面（１８）与所述压电双晶片充分接触，不留间隙；　将下离合器（７）装入运动转换块（２）顶端的沉孔（１４）内，将基座（４）与外壳（５）利用基座固定螺钉（１０）固定；将轴承（９）装入外壳（５），使其内环与下离合器的外环固接，外环安装在外壳（５）的轴承座上；将上离合器（６）与上离合器座（１２）安装在一起后，使用离合器座固定螺钉（１３）将其与外壳（５）固接在一起；最后将输出轴（８）按照离合器的释放方向沿驱动器轴线自上离合器旋入下离合器。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高志，刘向锋，刘莹，刘大伟，丘天，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]