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一种基于环形振子的三自由度微型压电驱动器及激励方法技术

技术编号:44908856 阅读:19 留言:0更新日期:2025-04-08 18:53
一种基于环形振子的三自由度微型压电驱动器及激励方法,压电驱动器包括下支撑座、上支撑座、环形振子及球形转子;上支撑座固装在下支撑座顶部,环形振子设置在上支撑座上方,球形转子设置在环形振子上方,在球形转子上设置有标识块。本发明专利技术的基于环形振子的三自由度微型压电驱动器及激励方法,压电驱动器采用了圆角方形结构的环形振子设计,不仅显著地缩减了压电驱动器的结构尺寸,还极大地简化了系统复杂度,促进了加工制造的便捷性,通过简单的激励方法即可赋予单一环形振子的三自由度驱动能力,仅通过单一的环形振子即可驱动球形转子实现三自由度的旋转运动,有效提升了球形转子的驱动精度和效率,在微观操控方面具有更加广泛的应用潜力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于压电驱动,特别是涉及一种基于环形振子的三自由度微型压电驱动器及激励方法


技术介绍

1、目前,随着愈加苛刻的工业需求,电磁电机驱动器、液压驱动器、气压驱动器等传统驱动器因存在设备尺寸大、精度低、维修复杂等问题,已经越来越难以满足使用要求。为此,基于智能材料开发驱动器成为了研究热点,并且智能材料涵盖了介电弹性体、形状记忆合金、磁致伸缩材料等多种类型。

2、然而,尽管智能材料在驱动器微型化方面取得了显著进展,但仍存在一些限制应用范围的问题。具体的,介电弹性体需要大功率的加载设备,存在机械损耗大的问题;形状记忆合金存在响应速度慢、难以精确控制的问题;磁致伸缩材料存在制造过程复杂的问题。

3、相较于上述驱动器来说,压电驱动器具有结构简单、易于微型化、响应速度快、运行效率和精度高等优势,已被广泛应用在医疗、机器人和航空航天等领域。

4、然而,现有的压电驱动器尽管能够保证较小的驱动器结构尺寸,但是其功能往往局限于单自由度、甚至单一方向的运动输出。为了拓展压电驱动器的运动输出能力,常见的做法是通过组合多个驱动器来实现。但本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于环形振子的三自由度微型压电驱动器,其特征在于:包括下支撑座、上支撑座、环形振子及球形转子;所述上支撑座固定安装在下支撑座顶部,所述环形振子设置在上支撑座上方,所述球形转子设置在环形振子上方,在球形转子上设置有标识块。

2.根据权利要求1所述的一种基于环形振子的三自由度微型压电驱动器,其特征在于:所述环形振子包括环形基体、第一X向压电陶瓷片、第二X向压电陶瓷片、第一Z向压电陶瓷片、第二Z向压电陶瓷片、第一Y向压电陶瓷片、第二Y向压电陶瓷片、第三Y向压电陶瓷片及第四Y向压电陶瓷片;所述环形基体采用圆角方形结构;所述第一X向压电陶瓷片、第一Z向压电陶瓷片、第二X向压电陶...

【技术特征摘要】

1.一种基于环形振子的三自由度微型压电驱动器,其特征在于:包括下支撑座、上支撑座、环形振子及球形转子;所述上支撑座固定安装在下支撑座顶部,所述环形振子设置在上支撑座上方,所述球形转子设置在环形振子上方,在球形转子上设置有标识块。

2.根据权利要求1所述的一种基于环形振子的三自由度微型压电驱动器,其特征在于:所述环形振子包括环形基体、第一x向压电陶瓷片、第二x向压电陶瓷片、第一z向压电陶瓷片、第二z向压电陶瓷片、第一y向压电陶瓷片、第二y向压电陶瓷片、第三y向压电陶瓷片及第四y向压电陶瓷片;所述环形基体采用圆角方形结构;所述第一x向压电陶瓷片、第一z向压电陶瓷片、第二x向压电陶瓷片、第二z向压电陶瓷片顺序且均匀分布在环形基体的四个直线段侧立面上;所述第一y向压电陶瓷片、第二y向压电陶瓷片、第三y向压电陶瓷片及第四y向压电陶瓷片顺序且均匀分布在环形基体的四个直线段下表面上。

3.根据权利要求2所述的一种基于环形振子的三自由度微型压电驱动器,其特征在于:在所述环形基体的四个圆角段下表面均设有定位孔;在所述上支撑座上表面均匀分布有四个定位销,四个定位销与四个定位孔位置一一对应且插接配合。

4.根据权利要求2所述的一种基于环形振子的三自由度微型压电驱动器,其特征在于:所述第一x向压电陶瓷片的极化方向为x轴的正向;所述第二x向压电陶瓷片的极化方向为x轴的负向;所述第一z向压电陶瓷片的极化方向为z轴的负向;所述第二z向压电陶瓷片的极化方向为z轴的正向;所述第一y向压电陶瓷片和第四y向压电陶瓷片的极化方向为y轴的负向;所述第二y向压电陶瓷片和第三y向压电陶瓷片的极化方向为y轴的正向。

5.根据权利要求4所述的一种基于环形振子的三自由度微型压电驱动器,其特征在于:在所述环形基体的四个直线段上表面顺序且依次固设有第一驱动指、第二驱动指、第三驱动指及第四驱动指;所述第一驱动指位于第一y向压电陶瓷片的正上方,且第一y向压电陶瓷片与第一z向压电陶瓷片同方位分布;所述第二驱动指位于第二y向压电陶瓷片的正上方,且第二y向压电陶瓷片与第一x向压电陶瓷片同方位分布;所述第三驱动指位于第三y向压电陶瓷片的正上方,且第三y向压电陶瓷片与第二z向压电陶瓷片同方位分布;所述第四驱动指位于第四y向...

【专利技术属性】
技术研发人员:王延庆朱斌斌
申请(专利权)人:东北大学
类型:发明
国别省市:

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