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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种粘滑驱动器及驱动方法,尤其是一种基于顺序控制方法抑制回退的粘滑驱动器及驱动方法,属于精密制造与控制。
技术介绍
1、微/纳米定位精度的精密驱动技术广泛应用于精密制造、微纳技术、生物医疗、航空航天等高尖端领域。压电驱动器利用逆压电效应将电能转化为用于实现特定运动的机械能,能够实现精密驱动与定位,提供可靠的精密运动,具有不受磁场干扰、响应快、结构简单、精度高、控制简单等特点,使其成为精密驱动技术中主要的驱动方式,按照输出方式主要分为直线型压电驱动器和旋转型压电驱动器。
2、粘滑型压电驱动器利用粘滑运动原理实现微/纳米定位精度的精密驱动与定位,粘滑运动包括粘性运动阶段和滑动阶段。然而,在滑动阶段压电堆叠的快速收缩期间,动摩擦力使得动子不可避免的产生回退运动,回退运动是粘滑型压电驱动器的一个固有缺点,不仅会降低驱动效率和定位精度,而且会对驱动器造成磨损,从而降低驱动器的使用寿命和可靠性,限制了粘滑型压电驱动器的应用和发展。
技术实现思路
1、为解决
技术介绍
存在的不足,本专利技术提供一种基于顺序控制方法抑制回退的粘滑驱动器及驱动方法,它采用顺序控制与协同动作的理念对定子上下两层的驱动模块和回退抑制模块进行控制,保证驱动能力的同时实现回退运动的抑制,改善粘滑驱动器的输出性能。
2、为实现上述目的,本专利技术采取下述技术方案:
3、一种基于顺序控制方法抑制回退的粘滑驱动器,包括底座、预紧加载组件、定子和滑动组件,所述底座采用l形支架板,所述预
4、一种基于顺序控制方法抑制回退的粘滑驱动方法,包括以下步骤:
5、在驱动开始前预先通过预紧加载组件调节定子的位置使驱动足与动子初步接触,之后通过向定子输入复合式锯齿波形信号的方式分步顺序控制上层压电堆叠块和下层压电堆叠块驱动动子进行位移,具体的:
6、第一阶段上层压电堆叠块通电从而逐渐伸长,在驱动模块基体的作用下驱动足同时产生纵向位移和横向位移,挤压动子向x轴正向运动直至最大步进位移,此阶段下层压电堆叠块信号为不产生动作;
7、第二阶段下层压电堆叠块通电从而逐渐伸长,并通过杠杆梁逐渐压动下层连接块进行移动,由于上层连接块通过连接螺栓与下层连接块连接,驱动模块基体随之移动使驱动足脱离动子,此阶段上层压电堆叠块信号保持峰值不变;
8、第三阶段上层压电堆叠块信号逐渐恢复至从而恢复至原状,驱动模块基体随之恢复至原状,此阶段下层压电堆叠块信号保持峰值不变;
9、第四阶段下层压电堆叠块信号逐渐恢复至从而恢复至原状,下层连接块带动驱动模块基体回归原位,驱动足重新与动子接触,此阶段上层压电堆叠块信号保持不变。
10、与现有技术相比,本专利技术的有益效果是:本专利技术将定子分为上层的驱动模块和下层的回退抑制模块两部分组成,回退抑制模块通过下层压电堆叠块和杠杆梁的配合能够带动驱动模块贴近或远离动子,驱动模块通过上层压电堆叠块与桥式放大机构的配合能够控制驱动足同时产生纵向位移和横向位移,横向位移对动子提供驱动位移,而纵向位移可以增加驱动力,通过复合式锯齿波形信号分步顺序控制驱动模块和回退抑制模块的协同动作,在保证驱动能力的同时实现对粘滑驱动器回退运动的抑制,改善粘滑驱动器的输出性能。
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1.一种基于顺序控制方法抑制回退的粘滑驱动器,包括底座(1)、预紧加载组件(2)、定子和滑动组件(5),所述底座(1)采用L形支架板,所述预紧加载组件(2)通过螺栓沿Y轴方向固定在底座(1)的水平板表面,所述定子安装在预紧加载组件(2)上,所述滑动组件(5)通过螺栓固定在底座(1)的竖向板顶端,滑动组件(5)与定子邻近一侧沿X轴方向滑动设置滑轨作为动子,其特征在于:定子由下层的回退抑制模块(3)和上层的驱动模块(4)两部分组成,所述回退抑制模块(3)主体为回退抑制模块基体(3-1)并通过固定螺栓(3-2)固定安装在预紧加载组件(2)顶部,所述回退抑制模块基体(3-1)朝向动子一侧横向并列设置三根支臂杆,其中,中间支臂杆端部通过直圆型柔性铰链(3-1-8)作为支点一体连接杠杆梁(3-1-9),左侧两根支臂杆之间通过直梁型柔性铰链(3-1-4)连接,且所述直梁型柔性铰链(3-1-4)中间设置下层连接块(3-1-7),右侧两根支臂杆之间沿Y轴方向安装下层压电堆叠块(3-5),所述下层压电堆叠块(3-5)前端与所述杠杆梁(3-1-9)输入端接触,所述下层连接块(3-1-7)通过依次排布的
2.根据权利要求1所述的一种基于顺序控制方法抑制回退的粘滑驱动器,其特征在于:所述回退抑制模块基体(3-1)与下层压电堆叠块(3-5)后端对应位置开设下层预紧螺孔(3-1-1)并旋接安装下层预紧螺栓(3-3),通过所述下层预紧螺栓(3-3)能够为下层压电堆叠块(3-5)提供预紧力,所述驱动模块基体(4-1)在后端的横梁(4-1-1)中间位置开设上层预紧螺孔(4-1-2)并旋接安装上层预紧螺栓(4-4),通过所述上层预紧螺栓(4-4)能够为上层压电堆叠块(4-2)提供预紧力。
3.根据权利要求2所述的一种基于顺序控制方法抑制回退的粘滑驱动器,其特征在于:所述下层预紧螺栓(3-3)与下层压电堆叠块(3-5)之间设置下层垫块(3-4),所述上层预紧螺栓(4-4)与上层压电堆叠块(4-2)之间设置上层垫块(4-3)。
4.一种基于顺序控制方法抑制回退的粘滑驱动方法,其特征在于:根据权利要求1所述的驱动器,其驱动方法包括以下步骤:
...【技术特征摘要】
1.一种基于顺序控制方法抑制回退的粘滑驱动器,包括底座(1)、预紧加载组件(2)、定子和滑动组件(5),所述底座(1)采用l形支架板,所述预紧加载组件(2)通过螺栓沿y轴方向固定在底座(1)的水平板表面,所述定子安装在预紧加载组件(2)上,所述滑动组件(5)通过螺栓固定在底座(1)的竖向板顶端,滑动组件(5)与定子邻近一侧沿x轴方向滑动设置滑轨作为动子,其特征在于:定子由下层的回退抑制模块(3)和上层的驱动模块(4)两部分组成,所述回退抑制模块(3)主体为回退抑制模块基体(3-1)并通过固定螺栓(3-2)固定安装在预紧加载组件(2)顶部,所述回退抑制模块基体(3-1)朝向动子一侧横向并列设置三根支臂杆,其中,中间支臂杆端部通过直圆型柔性铰链(3-1-8)作为支点一体连接杠杆梁(3-1-9),左侧两根支臂杆之间通过直梁型柔性铰链(3-1-4)连接,且所述直梁型柔性铰链(3-1-4)中间设置下层连接块(3-1-7),右侧两根支臂杆之间沿y轴方向安装下层压电堆叠块(3-5),所述下层压电堆叠块(3-5)前端与所述杠杆梁(3-1-9)输入端接触,所述下层连接块(3-1-7)通过依次排布的第一柔性铰链(3-1-5)和第二柔性铰链(3-1-6)与杠杆梁(3-1-9)输出端连接,所述驱动模块(4)主体为驱动模块基体(4-1)设置在回退抑制模块(3)顶部,所述驱动模块基体(4-1)采用桥式放大机构,其由前后并列排布的两根横梁(4-1-1)以及一体连接在所述两根横梁(4-1-1)之间两侧位置并相对内凹的两条连...
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