一种串联式双足对称压电粘滑驱动器制造技术

本发明专利技术涉及压电粘滑驱动器技术领域，尤其是涉及一种串联式双足对称压电粘滑驱动器。串联式双足对称压电粘滑驱动器包括定子机构，所述定子机构包括柔性铰链机构和压电叠堆；所述柔性铰链机构内设置有压电叠堆，柔性铰链机构和压电叠堆构成柔性铰链机构组；所述定子机构包括两个对称设置的柔性铰链机构组，且两压电叠堆相向倾斜设置。采用压电叠堆作为驱动元件，并且在定子机构中合理地放置压电叠堆的位置，通过柔性铰链机构将压电叠堆的位移输出进行放大。两组电压U

【技术实现步骤摘要】
一种串联式双足对称压电粘滑驱动器


[0001]本专利技术涉及压电粘滑驱动器
，尤其是涉及一种串联式双足对称压电粘滑驱动器。

技术介绍

[0002]随着科学技术的不断进步和精密制造加工技术的快速发展，微纳米级别的高精度驱动的要求越来越高，导致了微纳精密驱动器的需求不断增加。相对于传统的电磁式驱动器、液压和气压驱动器，采用压电技术的新型驱动装置更加符合当下精密制造技术的技术需求。压电驱动器具有结构简单、精度高、能耗低、体积小、不受电磁干扰等优点，在生物医学、光学精密工程、生物医疗、仿生机器人等精密制造加工领域发挥着极其重要的作用。压电驱动器主要以压电材料为驱动元件，通过压电材料的逆压电效应，使压电材料产生一定的变形输出，其变形输出的大小可在一定范围内通过调节电压量的大小来控制。压电叠层陶瓷俗称为压电叠堆，相较于压电陶瓷片可获得更大的变形输出和大推力，采用压电叠堆为驱动元件的压电驱动器可以满足精密驱动、微定位等技术要求。根据工作原理，压电驱动器可分为直动式驱动器、尺蠖驱动器、超声驱动器、粘滑式驱动器等。相较于其他类型压电驱动器的磨损和发热、信号控制系统复杂等缺点，粘滑式驱动器因具有结构简单、控制简单、精度高的综合性能，在大行程定位领域中得到了广泛的应用。
[0003]然而，以往所设计的粘滑式驱动器普遍存在回退现象。粘滑式驱动器在一个运动周期中包含了“粘”和“滑”两个过程。包括在“粘”的过程中，压电叠堆缓慢伸长，驱动器在静摩擦力的作用下向前运动。在“滑”的过程中，压电叠堆快速收缩恢复原长度，驱动器在动摩擦力的作用下会后退运动一小段位移。回退运动导致了压电粘滑式直线驱动器行程较小，负载能力不足等问题。为了抑制回退运动，一些粘滑式驱动器采用信号控制的方法，通过信号调制来避免因压电叠堆迟滞效应而产生的位移输出误差，但是闭环控制会带来复杂的信号编程及控制问题。综上所述，回退运动会对压电粘滑式驱动器的性能造成一定程度的影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种串联式双足对称压电粘滑驱动器，该串联式双足对称压电粘滑驱动器能够解决现有技术中存在的回退运动会对压电粘滑式驱动器的性能造成一定程度的影响的问题。
[0005]本专利技术提供一种串联式双足对称压电粘滑驱动器，其包括定子机构，所述定子机构包括柔性铰链机构和压电叠堆；
[0006]所述柔性铰链机构内设置有压电叠堆，柔性铰链机构和压电叠堆构成柔性铰链机构组；
[0007]所述定子机构包括两个对称设置的柔性铰链机构组，且两压电叠堆相向倾斜设置。
[0008]优选的，所述压电叠堆的中心线与两柔性铰链机构组的对称线之间的夹角为20
°
。
[0009]优选的，所述柔性铰链机构包括上横梁、下横梁、左纵梁和右纵梁；
[0010]所述上横梁、下横梁相对设置，左纵梁和右纵梁相对设置；
[0011]所述上横梁、右纵梁、下横梁和左纵梁依次连接构成矩形结构；
[0012]所述压电叠堆的两端分别与上横梁和下横梁的内侧抵接；
[0013]所述左纵梁和右纵梁上设置有柔性铰链；
[0014]上横梁的外侧设置有驱动足。
[0015]优选的，所述柔性铰链为弧形铰链或者Z型铰链。
[0016]优选的，所述左纵梁和右纵梁其中一个上设置有弧形铰链，另一个上设置有Z型铰链。
[0017]优选的，所述上横梁的内侧设置有安装槽，所述下横梁上设置有预紧螺钉；
[0018]所述压电叠堆的上端位于安装槽内，压电叠堆的下端与预紧螺钉抵接。
[0019]优选的，所述串联式双足对称压电粘滑驱动器还包括底座；
[0020]所述下横梁固定在底座上。
[0021]优选的，两个所述柔性铰链机构与同一连接座连接；
[0022]所述连接座的两端分别与一个柔性铰链机构的下横梁连接，且连接座和柔性铰链机构为一体式机构；
[0023]两个所述柔性铰链机构通过连接座安装在底座上。
[0024]优选的，所述底座上设置有定子支撑块，所述连接座安装在支撑块上。
[0025]优选的，所述串联式双足对称压电粘滑驱动器还包括动子和负载平台；
[0026]所述动子包括两个对称设置的导轨，导轨与底座滑动连接；
[0027]两所述柔性铰链机构设置在两导轨之间，且两柔性铰链机构的驱动足与其中一个导轨抵接；
[0028]所述负载平台与导轨固定连接。
[0029]有益效果：
[0030]采用压电叠堆作为驱动元件，并且在定子机构中合理地放置压电叠堆的位置，通过柔性铰链机构将压电叠堆的位移输出进行放大。两组电压U
A
和U
B
分别施加到驱动机构的两个压电叠堆，叠堆在驱动信号作用下开始交替作动，从而使驱动机构的回退运动得到有效的抑制，提高了驱动器的负载能力。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032]图1为本专利技术具体实施方式提供的定子机构的结构示意图；
[0033]图2为本专利技术具体实施方式提供的串联式双足对称压电粘滑驱动器立体结构示意图；
[0034]图3为本专利技术具体实施方式提供的串联式双足对称压电粘滑驱动器(去掉负载平
台)立体结构示意图；
[0035]图4为本专利技术具体实施方式提供的串联式双足对称压电粘滑驱动器(去掉负载平台)俯视图；
[0036]图5为本专利技术具体实施方式提供的所述的串联式双足对称压电粘滑驱动器在正常工作状态下施加在压电叠堆上的驱动电压信号；
[0037]图6为本专利技术具体实施方式提供的所述的串联式双足对称压电粘滑驱动器在一个周期内的工作原理图。
[0038]附图标记说明：
[0039]1：定子机构；2：柔性铰链机构；3：压电叠堆；4：驱动足；5：弧形铰链；6：Z型铰链；7：预紧螺钉；8：底座；9：支撑块；10：导轨；11：负载平台。
具体实施方式
[0040]下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0041]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种串联式双足对称压电粘滑驱动器，其特征在于，包括定子机构，所述定子机构包括柔性铰链机构和压电叠堆；所述柔性铰链机构内设置有压电叠堆，柔性铰链机构和压电叠堆构成柔性铰链机构组；所述定子机构包括两个对称设置的柔性铰链机构组，且两压电叠堆相向倾斜设置。2.根据权利要求1所述的串联式双足对称压电粘滑驱动器，其特征在于，所述压电叠堆的中心线与两柔性铰链机构组的对称线之间的夹角为20
°
。3.根据权利要求你1所述的串联式双足对称压电粘滑驱动器，其特征在于，所述柔性铰链机构包括上横梁、下横梁、左纵梁和右纵梁；所述上横梁、下横梁相对设置，左纵梁和右纵梁相对设置；所述上横梁、右纵梁、下横梁和左纵梁依次连接构成矩形结构；所述压电叠堆的两端分别与上横梁和下横梁的内侧抵接；所述左纵梁和右纵梁上设置有柔性铰链；上横梁的外侧设置有驱动足。4.根据权利要求3所述的串联式双足对称压电粘滑驱动器，其特征在于，所述柔性铰链为弧形铰链或者Z型铰链。5.根据权利要求4所述的串联式双足对称压电粘滑驱动器，其特征在于，所述左纵梁和右纵梁其中一个上设置有弧形铰链，另一个上设置有Z...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄卫清，陈明杨，安大伟，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：