一种压电粘滑旋转定位平台制造技术

本实用新型专利技术公开一种压电粘滑旋转定位平台，设计旋转定位平台技术领域。包括基座部分、驱动部分、传动部分、执行部分和传感反馈部分；所述基座部分包括基座本体，所述基座本体的上表面内嵌设置有驱动部分和传感反馈部分，所述基座本体的中央设有中心孔，所述中心孔内设有可相对基座本体旋转运动的传动部分，所述传动部分的顶部设置有执行部分，所述驱动部分的输出端突出基座本体的表面与执行部分相接触，所述传感反馈部分用于测量执行部分的旋转角度。本实用新型专利技术整体结构更加简单紧凑，体积小、行程大、驱动速度快、驱动效率高且定位精度高，能够满足精密定位系统的各项要求，实现双向大行程角度旋转。程角度旋转。程角度旋转。

【技术实现步骤摘要】
一种压电粘滑旋转定位平台


[0001]本技术涉及旋转定位平台
，特别是涉及一种压电粘滑旋转定位平台。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]随着科学和技术的迅速发展，具有大运动行程和高位移分辨率的跨尺度精密执行器是生物工程、空间技术、航天科技、集成电路、现代医疗和MEMS等领域必不可缺的关键技术。对于旋转定位平台来说，大运动行程与高分辨率是一个矛盾问题，随着高精数控加工技术及高速扫描检测等技术的迅速发展，对于旋转定位的行程与精度提出了更高的要求。
[0004]现有旋转定位平台结构复杂不紧凑、体积大、驱动速度慢且驱动效率低，同时定位精度不高也无法实现大行程旋转，难以应用于精密定位系统中。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本技术提出了一种压电粘滑旋转定位平台，整体结构更加简单紧凑，体积小、行程大、驱动速度快、驱动效率高且定位精度高，能够满足精密定位系统的各项要求，实现双向大行程角度旋转。
[0006]为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0007]本技术为一种压电粘滑旋转定位平台，包括基座部分、驱动部分、传动部分、执行部分和传感反馈部分；所述基座部分包括基座本体，所述基座本体的上表面内嵌设置有驱动部分和传感反馈部分，所述基座本体的中央设有中心孔，所述中心孔内设有可相对基座本体旋转运动的传动部分，所述传动部分的顶部设置有执行部分，所述驱动部分的输出端突出基座本体的表面与执行部分相接触，所述传感反馈部分用于测量执行部分的旋转角度。
[0008]优选的，所述驱动部分包括驱动器、压电陶瓷和摩擦陶瓷输出端；所述驱动器包括一号传动铰链、二号传动铰链、压电陶瓷安装槽和摩擦陶瓷安装槽，所述压电陶瓷安装槽内设置有压电陶瓷，摩擦陶瓷安装槽内设置有摩擦陶瓷输出端。
[0009]优选的，所述传动部分包括传动轴、角接触轴承和轴承内圈固定件；所述传动轴包括第一轴段、第二轴段与第三轴段，所述第二轴段与第三轴段形成轴肩；所述轴承内圈固定件与传动轴的第一轴段可拆卸的连接，所述角接触轴承设置于轴承内圈固定件的上端面和轴肩之间。
[0010]优选的，所述基座本体的中心孔内壁设置有圆形凸台，所述角接触轴承外圈下端面与圆形凸台上端面接触，所述角接触轴承外圈与中心孔内壁过盈配合，所述角接触轴承的内圈与第二轴段过盈配合。
[0011]优选的，所述执行部分包括圆盘末端、环形摩擦陶瓷片、圆形光栅尺和光栅尺固定
件；所述圆盘末端与传动轴的第三轴段可拆卸的连接，所述圆盘末端下部设有外凸台和光栅尺固定件，所述外凸台和光栅尺固定件之间设置有圆形光栅尺，所述外凸台的外侧与圆盘末端下端面之间设置有环形摩擦陶瓷片。
[0012]优选的，所述光栅尺固定件的形状为圆环状，光栅尺固定件的内圈设置有内凸台，所述内凸台与圆盘末端可拆卸的连接。
[0013]优选的，所述驱动部分的摩擦陶瓷输出端突出基座本体的上表面与执行部分的环形摩擦陶瓷片相接触。
[0014]优选的，所述传感反馈部分为光栅，所述光栅和圆形光栅尺相互配合测量执行部分的旋转角度。
[0015]优选的，所述摩擦陶瓷输出端和环形摩擦陶瓷片为氧化铝瓷片。
[0016]优选的，所述基座部分还包括上外壳和下外壳，所述上外壳、下外壳与基座本体之间可拆卸的连接；所述基座本体的形状为圆形，所述上外壳和下外壳的形状为圆环形；所述基座本体的上表面设置有驱动器安装槽和光栅安装槽；所述驱动器安装槽为两个且对称设置，所述驱动器安装槽和光栅安装槽内均设置有若干固定孔和走线孔；所述基座本体的背面还设置有圆形槽。
[0017]所述压电粘滑旋转定位平台的驱动方式为：
[0018]对压电陶瓷施加三角信号；
[0019]当施加斜率较小的上升斜坡信号且斜率较大的下降斜坡信号时，圆盘末端先依靠摩擦陶瓷输出端和环形摩擦陶瓷片之间的静摩擦力进行“粘”运动，后依靠摩擦陶瓷输出端和环形摩擦陶瓷片之间的动摩擦力进行“滑”运动，实现旋转平台正向旋转；当施加斜率较大的上升斜坡信号且斜率较小的下降斜坡信号，圆盘末端先依靠摩擦陶瓷输出端和环形摩擦陶瓷片之间的动摩擦力进行“滑”运动，后依靠摩擦陶瓷输出端和环形摩擦陶瓷片之间的静摩擦力进行“粘”运动，实现旋转平台逆向旋转。
[0020]与现有技术相比，本技术的有益效果为：
[0021]1.本技术旋转定位平台结构简单、紧凑，驱动器与光栅内嵌于基座中，极大降低旋转平台的高度。本专利技术在高度的紧凑性上有很大优势，尤其适用于平台高度受限的场合中。
[0022]2.本技术采用驱动器直接驱动执行部分的驱动方式，而非驱动器驱动传动轴的间接驱动方式，因此本专利技术能够减小能量损耗，提高驱动效率，增大驱动力。
[0023]3.本技术设置传感反馈部分，使用光栅作为传感器，将光栅采集到的旋转角度反馈给控制器进行闭环控制，因此本专利技术闭环分辨率高，拥有极高的定位旋转精度。
[0024]4.本技术驱动部分使用氧化铝陶瓷片，驱动与执行机构间保证了较大的摩擦力，从而使本专利技术拥有较大的驱动力和驱动速度，动态性能好。
[0025]5.本技术基于粘滑原理，拥有极大地旋转范围，可以实现全行程运动；且通过施加不同的控制信号，可以实现旋转定位平台的双向运动。
[0026]本技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
[0027]构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。
[0028]图1为本专利技术整体结构示意图；
[0029]图2为本专利技术整体结构装配示意图；
[0030]图3为本专利技术基座本体立体结构示意图；
[0031]图4为本专利技术基座本体另一角度立体结构示意图；
[0032]图5为本专利技术驱动部分结构示意图；
[0033]图6为本专利技术驱动器结构示意图；
[0034]图7为本专利技术传动部分结构示意图；
[0035]图8为本专利技术传动部分正视结构示意图；
[0036]图9为本专利技术沿图8中A
‑
A方向剖视结构示意图；
[0037]图10为本专利技术传动轴结构示意图；
[0038]图11为本专利技术轴承内圈固定件结构示意图；
[0039]图12为本专利技术圆盘末端结构示意图；
[0040]图13为本专利技术执行部分剖面图；
[0041]图14为本专利技术光栅尺固定件结构示意图；
[0042]图15为本专利技术压电粘滑旋转定位平台的控制激励信号；
[0043]其中,1:基座部分,1
‑
1:基座本体,1
‑1‑
1:中心孔,1
‑1‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压电粘滑旋转定位平台，其特征在于，包括基座部分(1)、驱动部分(2)、传动部分(3)、执行部分(4)和传感反馈部分(5)；所述基座部分(1)包括基座本体(1
‑
1)，所述基座本体(1
‑
1)的上表面内嵌设置有驱动部分(2)和传感反馈部分(5)，所述基座本体(1
‑
1)的中央设有中心孔(1
‑1‑
1)，所述中心孔(1
‑1‑
1)内设有可相对基座本体(1
‑
1)旋转运动的传动部分(3)，所述传动部分(3)的顶部设置有执行部分(4)，所述驱动部分(2)的输出端突出基座本体(1
‑
1)的表面与执行部分(4)相接触，所述传感反馈部分(5)用于测量执行部分(4)的旋转角度。2.如权利要求1所述的压电粘滑旋转定位平台，其特征在于，所述驱动部分(2)包括驱动器(2
‑
1)、压电陶瓷(2
‑
2)和摩擦陶瓷输出端(2
‑
3)；所述驱动器(2
‑
1)包括一号传动铰链(2
‑1‑
3)、二号传动铰链(2
‑1‑
4)、压电陶瓷安装槽(2
‑1‑
5)和摩擦陶瓷安装槽(2
‑1‑
6)，所述压电陶瓷安装槽(2
‑1‑
5)内设置有压电陶瓷(2
‑
2)，摩擦陶瓷安装槽(2
‑1‑
6)内设置有摩擦陶瓷输出端(2
‑
3)。3.如权利要求2所述的压电粘滑旋转定位平台，其特征在于，所述传动部分(3)包括传动轴(3
‑
1)、角接触轴承(3
‑
2)和轴承内圈固定件(3
‑
3)；所述传动轴(3
‑
1)包括第一轴段(3
‑1‑
1)、第二轴段(3
‑1‑
2)和第三轴段(3
‑1‑
3)，所述第二轴段(3
‑1‑
2)与第三轴段(3
‑1‑
3)形成轴肩(3
‑1‑
5)；所述轴承内圈固定件(3
‑
3)与传动轴(3
‑
1)的第一轴段(3
‑1‑
1)可拆卸的连接，所述角接触轴承(3
‑
2)设置于轴承内圈固定件(3
‑
3)的上端面和轴肩(3
‑1‑
5)之间。4.如权利要求3所述的压电粘滑旋转定位平台，其特征在于，所述基座本体(1
‑
1)的中心孔(1
‑1‑
1)内壁设置有圆形凸台(1
‑1‑
2)，所述角接触轴承(3
‑
2)外圈下端面与圆形凸台(1
‑1‑
2)上端面接触，所述角接触轴承(3
‑
2)的外圈与中心孔(1
‑1‑
1)内壁过盈配合，所述角接触轴承(3
‑
2)的内圈与第二轴段(3
‑1‑
2)过盈配合。5.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘希同，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：新型
国别省市：