【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及压电驱动，更具体涉及一种含减振结构的压电粘滑执行器及其激励方法。
技术介绍
1、执行器按振动状态可分为共振型和非共振型。共振型是传统的，也被称为超声马达，该类型已经被广泛用于精密定位、纳米技术、生物力学等领域。这种类型的主要缺点是电机的运动不稳定。非谐振压电执行器利用压电堆作为核心驱动元件，其与前一种类型相比，它在非共振状态下会产生足够的变形。因此，非谐振致动器可以更稳定地运行，同时实现大行程和高分辨率。光纤对准、医疗设备、精密制造等均对作动器的定位精度提出了更高的要求。
2、但是，现有的非共振式压电作动器通常仅使用压电叠堆带动定子模组，依靠摩擦力驱动导轨运动，这样会产生两方面的问题，一是压电叠堆带动定子的过程中，由于定子刚度小，因此在驱动过程中除了激发所需的定子横向振动以外，还可能导致过多的纵向振动及面外振动，影响驱动原理的实现；二是振动过程中定子与导轨间的预压力在定子变形中会产生一定的缺失，驱动过程中缺乏预压力的补充，导致打滑和回退现象的产生，严重影响了定位精度。
3、有鉴于此，有必要对现有技术中的压电粘滑执行器予以改进，以解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于公开一种含减振结构的压电粘滑执行器及其激励方法，以解决上述技术问题，通过不同的输入信号对滑块的位移方式进行调节，达到位移滑块速度多变，位移过程稳定，动作精密的特点。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种含减振结构的压电粘滑执行器，包括：
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4、压电叠堆，固定布置于所述形变框内，所述形变框能够将所述压电叠堆的振动进行一定比例放大并转化为所述导轨的振动；
5、位移滑块，固定设于所述导轨滑块上，包括与所述导轨顶部接触的螺旋上板，以及供所述导轨滑块固定收容并与所述螺旋上板固定连接的下块，所述螺旋上板与所述下块共同配合以夹紧导轨，以使所述位移滑块在不同工作状态下夹紧或放开导轨；
6、压电陶瓷片，固定贴设于所述螺旋上板上，能够通过输入不同信号以控制所述位移滑块进行线性移动。
7、作为本专利技术的进一步改进，还包括陶瓷条，固设于所述导轨靠近所述位移滑块一端的上方，用于增大所述螺旋上板与所述导轨之间的摩擦。
8、作为本专利技术的进一步改进，所述螺旋上板采用螺旋梁形式，用于减小刚度，增加振动时的变形量。
9、作为本专利技术的进一步改进，所述形变框为菱形框结构。
10、作为本专利技术的进一步改进，所述形变框为多级杠杆放大机构。
11、作为本专利技术的进一步改进，所述位移滑块还包括弹性垫片，夹设于所述螺旋上板与所述下块之间，用于保证螺旋上板与下块接触可靠性与连接稳定性。
12、作为本专利技术的进一步改进，所述压电陶瓷片的采用粘贴或焊接的方式固定贴设于所述螺旋上板上。
13、作为本专利技术的进一步改进，所述形变框通过螺栓连接于所述导轨的顶部，所述压电叠堆通过螺钉紧固于所述形变框内，所述位移滑块通过螺栓与所述导轨滑块固定连接。
14、本专利技术还提供了一种含减振结构的压电粘滑执行器的激励方法，包括以下作动模式：
15、粘滑作动模式，当压电叠堆输入锯齿波信号时，所述压电叠堆产生振动并带动所述形变框振动，形变框与导轨接触端根据所给信号时序产生快速伸长、慢速回缩或是慢速伸长、快速回缩的振动，从而带动导轨快速去程、慢速回程或是慢速去程、快速回程的运动，所述位移滑块在惯性与摩擦力作用下产生单向位移，所述位移滑块呈现在一个波段内前进较长距离回退较小距离的特点，呈现稳定精准前进运动状态；
16、连续作动模式，当压电叠堆与压电陶瓷片分别输入相位差为90°的正弦波信号，所述压电叠堆驱动导轨振动，所述压电陶瓷片产生振动并带动所述螺旋上板进行上下振动，使所述螺旋上板与导轨的接触点可合成椭圆运动轨迹，通过摩擦力带动位移滑块形成单向运动；
17、步进作动模式，当压电叠堆输入三角波信号，压电陶瓷片输入方波信号，所述压电叠堆振动并驱动位移滑块运动，所述压电陶瓷片产生振动并带动所述螺旋上板进行上下振动，所述螺旋上板向下位移时压紧陶瓷条增大所述位移滑块与陶瓷条之间的摩擦力，其中，
18、当所述压电叠堆处于三角波前进波段时，所述压电陶瓷片处于无向下动作阶段，所述位移滑块前进运动；
19、当所述压电叠堆处于三角波后退波段时，所述压电陶瓷片处于向下动作阶段，使所述位移滑块不能实现后退动作，所述位移滑块实现高精度线性位移。
20、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：一种含减振结构的压电粘滑执行器及其激励方法，该压电粘滑执行器由导轨、压电叠堆、位移滑块以及压电陶瓷片共同组成，通过在导轨的一端布置形变框，使压电叠堆的振动形式直接传达至导轨，可实现大行程、高精度作动，在导轨的另一端布置导轨滑块，设置位移滑块与导轨滑块固定连接，并使螺旋上板与下块共同配合夹紧导轨，通过压电陶瓷片输入不同信号以控制所述位移滑块进行线性移动，通过导轨进行连接与传递动作可提高压电粘滑执行器整体结构运动稳定性，通过同时对压电叠堆与压电陶瓷片输入信号，可减小位移滑块运动迟滞，达到位移滑块精准阶梯型线性位移动作的特点。
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1.一种含减振结构的压电粘滑执行器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种含减振结构的压电粘滑执行器，其特征在于，还包括陶瓷条，固设于所述导轨靠近所述位移滑块一端的上方，用于增大所述螺旋上板与所述导轨之间的摩擦。
3.根据权利要求1所述的一种含减振结构的压电粘滑执行器，其特征在于，所述螺旋上板采用螺旋梁形式，用于减小刚度，增加振动时的变形量。
4.根据权利要求1所述的一种含减振结构的压电粘滑执行器，其特征在于，所述形变框为菱形框结构。
5.根据权利要求1所述的一种含减振结构的压电粘滑执行器，其特征在于，所述形变框为多级杠杆放大机构。
6.根据权利要求1所述的一种含减振结构的压电粘滑执行器，其特征在于，所述位移滑块还包括弹性垫片，夹设于所述螺旋上板与所述下块之间，用于保证螺旋上板与下块接触可靠性与连接稳定性。
7.根据权利要求1所述的一种含减振结构的压电粘滑执行器，其特征在于，所述压电陶瓷片的采用粘贴或焊接的方式固定贴设于所述螺旋上板上。
8.根据权利要求1所述的一种含减振结构的压电粘滑执
9.基于权利要求1所述的一种含减振结构的压电粘滑执行器的激励方法，其特征在于，包括以下作动模式：
...【技术特征摘要】
1.一种含减振结构的压电粘滑执行器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种含减振结构的压电粘滑执行器，其特征在于，还包括陶瓷条，固设于所述导轨靠近所述位移滑块一端的上方，用于增大所述螺旋上板与所述导轨之间的摩擦。
3.根据权利要求1所述的一种含减振结构的压电粘滑执行器，其特征在于，所述螺旋上板采用螺旋梁形式，用于减小刚度，增加振动时的变形量。
4.根据权利要求1所述的一种含减振结构的压电粘滑执行器，其特征在于，所述形变框为菱形框结构。
5.根据权利要求1所述的一种含减振结构的压电粘滑执行器，其特征在于，所述形变框为多级杠杆放大机构。
6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙梦馨，曹臻玮，郑璐恺，苏松飞，毛小雪，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：
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