【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机械冲击驱动，特别涉及一种基于压电堆叠驱动器的冲击驱动装置及使用方法。
技术介绍
1、在微机电系统中，驱动器既是系统的动力源，又是机械结构中的动力单元。现今，为了满足高精度、微型化、高集成化的微定位系统的需求，由于结构简单，惯性冲击压电执行器被认为是一种极具前景的驱动装置。
2、现有技术中用于微机电系统的驱动器的冲击执行器一般采用悬臂弹簧布局，执行器的力通过弯曲悬臂的恢复力来平衡运动方向受到制动器力方向的限制，执行器产生的力需要克服制动器的恢复力，还需要平衡悬臂弹簧的力。此种设置导致驱动器的驱动效果较差，此外，悬臂弹簧本身的成本较高，且易造成磨损需要经常进行维护，进一步提升了使用成本。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，提供一种基于压电堆叠驱动器的冲击驱动装置及使用方法，以解决现有技术中的微机电系统驱动器的驱动效果较差、资源成本高的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案予以实现：
3、一种基于压电堆叠驱动器的冲击驱动装置，包括电源，所述的电源输出端与脉冲发生器输入端相连，所述的脉冲发生器输出端与压电驱动器输入端相连。
4、所述的压电驱动器顶部与驱动基座底部固定连接；所述的驱动基座顶端中部设置有驱动槽，所述的驱动槽内放置有接触球组，驱动槽与接触球组形状相匹配；接触球组由三个呈“品”字形固定连接的球体组成，且三个球体的球心位于同一水平面上。
5、所述的接触球组上方中部放置有驱动球，所述
6、本专利技术还具有以下特征：
7、进一步地，三个所述的球体均采用氧化锆材料，三个所述的球体直径均为1mm。
8、进一步地，所述的驱动槽包括与三个所述的球体一一对应的锥形槽，所述的锥形槽底部角度为60°。
9、进一步地，所述的压电驱动器采用小型pzt堆栈驱动器，其规格为3*3*3mm。
10、进一步地，所述的制导通道包括四块矩形的制导板，四块所述的制导板的侧壁两两相对设置，相邻的两块制导板相互垂直，相对的两块制导板的间距大于驱动球直径。
11、进一步地，所述的制导通道横向截面内切圆的直径为2.1mm；所述的驱动球直径为2mm。
12、进一步地，所述的制导外壳采用fr-2材料；所述的制导板采用玻璃材料。
13、进一步地，所述的制导通道与制导外壳通过氰基丙烯酸酯固定连接。
14、进一步地，所述的驱动基座的材料为钛。
15、一种基于压电堆叠驱动器的冲击驱动装置的使用方法，所述的方法基于上述的基于压电堆叠驱动器的冲击驱动装置，包括以下步骤：
16、步骤1，打开电源。
17、步骤2，使用脉冲发生器调整电源电压，将调整后的电压输出给压电驱动器。
18、步骤3，压电驱动器接收到电压，压电驱动器内部的压电材料膨胀，顶起驱动基座。
19、步骤4，驱动基座带动接触球组向上运动，进而推动驱动球向上运动后，脉冲发生器停止给压电驱动器输出电压，压电驱动器内部的压电材料恢复原状。
20、步骤5，驱动球进入制导通道并沿着制导通道向上运动，最终推动制导通道上方待驱动的外部装置。
21、步骤6，驱动球在重力作用下回落至接触球组，发生多次反弹之后静止。
22、步骤7，驱动球静止后，重复步2至步骤6，从而实现多次对待驱动外部装置的驱动。
23、本专利技术与现有技术相比，具有如下技术效果：
24、本专利技术的基于压电堆叠驱动器的冲击驱动装置，通过脉冲发生器调节电源电压，将合适的电压输出给压电驱动器。压电驱动器中的压电材料接收到电压刺激膨胀，带动接触球组向上运动，进而带动驱动球向上方运动进入制导通道并沿着制导通道继续向上，实现对制导通道上方的待驱动外部装置的驱动。此时脉冲发生器停止给压电驱动器输出电压，压电驱动器中的压电材料复位，驱动球在重力作用下经过多次反弹，最终回到接触球组上方并静止，完成一次驱动工作。本专利技术的装置取缔了悬臂弹簧，在节省了资金成本的同时，不再需要平衡悬臂弹簧自身的力，提升了驱动效果，适于工业上大规模使用与推广。
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1.一种基于压电堆叠驱动器的冲击驱动装置，其特征在于，包括电源(1)，所述的电源(1)输出端与脉冲发生器(2)输入端相连，所述的脉冲发生器(2)输出端与压电驱动器(3)输入端相连；
2.如权利要求1所述的基于压电堆叠驱动器的冲击驱动装置，其特征在于，三个所述的球体(501)均采用氧化锆材料，三个所述的球体(501)直径均为1mm。
3.如权利要求2所述的基于压电堆叠驱动器的冲击驱动装置，其特征在于，所述的驱动槽(401)包括与三个所述的球体(501)一一对应的锥形槽(402)，所述的锥形槽(402)底部角度为60°。
4.如权利要求1至3任一项所述的基于压电堆叠驱动器的冲击驱动装置，其特征在于，所述的压电驱动器(3)采用小型PZT堆栈驱动器，其规格为3*3*3mm。
5.如权利要求1至3任一项所述的基于压电堆叠驱动器的冲击驱动装置，其特征在于，所述的制导通道(8)包括四块矩形的制导板(801)，四块所述的制导板(801)的侧壁两两相对设置，相邻的两块制导板(801)相互垂直，相对的两块制导板(801)的间距大于驱动球(6)直径。p>
6.如权利要求5所述的基于压电堆叠驱动器的冲击驱动装置，其特征在于，所述的制导通道(8)横向截面内切圆的直径为2.1mm；所述的驱动球(6)直径为2mm。
7.如权利要求6所述的基于压电堆叠驱动器的冲击驱动装置，其特征在于，所述的制导外壳(7)采用FR-2材料；所述的制导板(801)采用玻璃材料。
8.如权利要求7所述的基于压电堆叠驱动器的冲击驱动装置，其特征在于，所述的制导通道(8)与制导外壳(7)通过氰基丙烯酸酯固定连接。
9.如权利要求1所述的基于压电堆叠驱动器的冲击驱动装置，其特征在于，所述的驱动基座(4)的材料为钛。
10.一种基于压电堆叠驱动器的冲击驱动装置的使用方法，所述的方法基于权利要求8所述的基于压电堆叠驱动器的冲击驱动装置，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于压电堆叠驱动器的冲击驱动装置，其特征在于，包括电源(1)，所述的电源(1)输出端与脉冲发生器(2)输入端相连，所述的脉冲发生器(2)输出端与压电驱动器(3)输入端相连；
2.如权利要求1所述的基于压电堆叠驱动器的冲击驱动装置，其特征在于，三个所述的球体(501)均采用氧化锆材料，三个所述的球体(501)直径均为1mm。
3.如权利要求2所述的基于压电堆叠驱动器的冲击驱动装置，其特征在于，所述的驱动槽(401)包括与三个所述的球体(501)一一对应的锥形槽(402)，所述的锥形槽(402)底部角度为60°。
4.如权利要求1至3任一项所述的基于压电堆叠驱动器的冲击驱动装置，其特征在于，所述的压电驱动器(3)采用小型pzt堆栈驱动器，其规格为3*3*3mm。
5.如权利要求1至3任一项所述的基于压电堆叠驱动器的冲击驱动装置，其特征在于，所述的制导通道(8)包括四块矩形的制导板(801)，四块所述的制...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘红星，杨祺，魏苏敏，张渝飞，孙晓朋，朱士富，马宁，谢中元，
申请(专利权)人：西安近代化学研究所，
类型：发明
国别省市：
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