一种自耦合辅助摩擦惯性压电驱动器及步进特性调控方法技术

本发明专利技术涉及一种自耦合辅助摩擦惯性压电驱动器及步进特性调控方法，属于精密机械领域。所述驱动器包括摩擦导轨、柔顺机构、压电叠堆；所述柔顺机构包括步进位移产生机构、步进特性调控机构，二者刚性连接于位移输出端；给压电叠堆施加激励信号时，步进位移产生机构和步进特性调控机构在位移输出端分别产生粘滑位移和冲击位移；所述步进特性调控方法为：通过改变激励信号分别调控粘滑与冲击位移，实现两者在位移输出端的多状态耦合，获取具有不同步进特性的运动；本发明专利技术优点在于：环境相容性好、精度和稳定性高，适用于精密加工、生物细胞工程、光学工程等领域。光学工程等领域。光学工程等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种自耦合辅助摩擦惯性压电驱动器及步进特性调控方法


[0001]本专利技术涉及到精密驱动
，特别涉及到一种自耦合辅助摩擦惯性压电驱动器及步进特性调控方法。本专利技术提出一种将惯性冲击运动和粘滑运动进行耦合，通过改变激励信号，实现两者在位移输出端的多状态耦合，获取具有不同步进特性的方法。本专利技术在精密加工、光学工程、生物细胞工程等领域有重要的应用价值。

技术介绍

[0002]精密驱动技术是高端装备与科研仪器的关键技术，随着科学和工业界的发展，对驱动装置提出了大行程、高精度等更高的技术要求。近年来，包括惯性粘滑式驱动器、尺蠖式驱动器和超声电机的大量步进式压电精密驱动器被提出，并被广泛应用于精密加工、微纳操作、光学工程等领域。然而，超声电机需要在高频谐振状态下工作；尺蠖式驱动器结构和装配相对复杂。相对以上两种驱动装置，惯性粘滑式压电驱动器具有结构和控制相对简单、设计灵活、精度高等优点，因此得到了最为广泛的应用。但是惯性粘滑式压电驱动器具有回退运动和运动曲线形状单一且难以调控的共性缺点，回退运动会大幅降低运动效率，而单一的运动曲线形状会使其无法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自耦合辅助摩擦惯性压电驱动器，其特征在于：包括摩擦导轨(1)、柔顺机构(2)、驱动压电叠堆(3)、调控压电叠堆(4)、楔形块组a(5)、楔形块组b(6)，所述柔顺机构(2)预紧安装在摩擦导轨(1)内，所述驱动压电叠堆(3)、调控压电叠堆(4)分别通过楔形块组a(5)、楔形块组b(6)预紧安装在柔顺机构(2)内。2.根据权利要求书1所述的一种自耦合辅助摩擦惯性压电驱动器，其特征在于：所述柔顺机构(2)沿运动方向所在直线呈轴对称，包括步进位移产生机构(2
‑
1)、步进特性调控机构(2
‑
2)、位移输出端(2
‑
3)；所述步进位移产生机构(2
‑
1)和步进特性调控机构(2
‑
2)刚性连接于位移输出端(2
‑
3)；所述步进位移产生机构(2
‑
1)包括驱动压电叠堆预紧结构(2
‑1‑
1)、驱动压电叠堆位移输入端(2
‑1‑
2)、强刚度悬臂梁式接触足(2
‑1‑
3)、驱动压电叠堆预紧槽(2
‑1‑
4)；所述步进特性调控机构(2
‑
2)包括调控压电叠堆预紧结构(2
‑2‑
1)、调控压电叠堆位移输入端(2
‑2‑
2)、弱刚度悬臂梁式接触足(2
‑2‑
3)、调控压电叠堆预紧槽(2
‑2‑
4)；所述强刚度悬臂梁式接触足(2
‑1‑
3)和弱刚度悬臂梁式接触足(2
‑2‑
3)均为柔性结构，二者结构尺寸不同，具有一定刚度差；所述驱动压电叠堆位移输入端(2
‑1‑
2)、调控压电叠堆位移输入端(2
‑2‑
2)均为刚性结构，且分别与强刚度悬臂梁式接触足(2
‑1‑
3)和弱刚度悬臂梁式接触足(2
‑2‑
3)刚性连接。3.一种步进特性调控的方法，其特征在于：弱刚度悬臂梁式接触足(2
‑2‑
3)在柔顺机构(2)相对摩擦导轨(1)运动时提供辅助摩擦，进而提供除步进特性调控机构(2
‑
2)自身质量之外的惯性驱动力来源，促进惯性冲击运动的产生；运动过程中，步进位移产生机构(2
‑
1)在位移输出端(2
‑
3)产生粘滑位移，步进特性调控机构(2
‑
2)在位移输出端(2
‑
3)产生冲击位移；通过改变激励信号，实现粘滑和冲击位移曲线在位移输出端(2
‑
3)的多状态耦合，以获取具有不同步进特性的运动，具体包括以下内容：a)单独向驱动压电叠堆(3)施加锯齿波电压信号，位移输出端(2
‑
3)在电压上升的t0到t1时间段输出位移S1，在电压下降的t1到T时间段回退位移ΔS1，整体产生连续的大位移缓慢线性上升
‑
小位移快速线性下降的粘滑位移；单独向调控压电叠堆(4)施加锯齿波电压信号，位移输出端(2
‑
3)在电压上升的t0到t1时间段回退位移ΔS2，在电压下降的t1到T时间段输出位移...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄虎，张毅，李轩，徐智，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：