一种蠕动式被动箝位压电驱动器制造技术

一种蠕动式被动箝位压电驱动器，它涉及一种压电驱动器，具体涉及一种蠕动式被动箝位压电驱动器，以解决现有主动箝位压电驱动器存在断电不能自锁，压电叠堆预紧力和箝位预紧力不易调整的问题，它包括第一箝位机构、驱动机构、第二箝位机构和导轨；第一箝位机构和第二箝位机构设置在导轨上，第一箝位机构和第二箝位机构之间通过驱动机构连接；所述驱动机构包括上驱动机构和下驱动机构，上驱动机构包括上驱动压电叠堆、上柔性铰链、上伸缩杆和上紧固件；下驱动机构包括下驱动压电叠堆、下柔性铰链、下伸缩杆和下紧固件。本发明专利技术用于微驱动过程中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种压电驱动器，具体涉及一种蠕动式被动箝位压电驱动器。
技术介绍
压电驱动是目前全球应用比较广泛的驱动方式，主要分为超声频率驱动的超声波电机和低频率驱动的箝位式压电驱动器。超声频率驱动主要利用定子的共振驱动转子的运行，多用于输出力大，响应速度快的场合。箝位式压电驱动器是利用压电叠堆通电伸长时，推动机构发生形变实现对动子的夹紧与放松，并推动动子运动的一种微驱动装置，其工作原理类似与蠕动类爬行动物，因此也通常被称为尺蠖式或蠕动式压电驱动器，其主要应用在输出力大、定位精确和低速运行的环境。目前国内以超声驱动装置的研究相对较多并且得到了一定的应用，而低频压电驱动的研究相对较少，而且大多数都处于实验室研究阶段，并未得到广泛的应用。而国外在两个方面的研究均较多，而且在航天、工业制造以及精密驱 动方面有了广泛的应用。国内目前对主动箝位式的压电驱动器研究较多，但存在着一定缺点。首先，主动箝位式压电驱动器是通电箝位夹紧装置，在断电的条件下驱动器不能实现对导轨的锁紧，必须要保持通电电压才能实现。其次，主动箝位装置多数是通过压电叠堆通电伸长使柔性铰链变形实现对导轨的夹紧，如果箝位装置与导轨间的间隙较大，则箝位装置对导轨的箝位力较小或者不能箝位，压电叠堆的性能不能完全发挥；如果箝位装置与导轨间的距离太小，并且箝位装置加工精度较低，则会导致压电叠堆断电时，箝位装置不能与导轨完全分离，两者之间产生滑动摩擦，导致箝位装置磨损，加工精度要求较高，压电叠堆预紧力和箝位预紧力不易调整。本文涉及的被动箝位式电机具有体积小、结构简单，能断电自锁以及压电叠堆预紧力和箝位预紧力可独立调整的功能，一定程度上降低了对加工精度的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有主动箝位压电驱动器存在断电不能自锁，压电叠堆预紧力和箝位预紧力不易调整的问题，进而提出一种蠕动式被动箝位压电驱动器。本专利技术为解决上述问题采取的技术方案是本专利技术的一种蠕动式被动箝位压电驱动器包括第一箝位机构、驱动机构、第二箝位机构和导轨；所述第一箝位机构包括第一上箝位板、第一下箝位板、两个第一箝位压电叠堆、两个第一紧固件、两个第一支撑柱和两个第一预紧杆，所述每个第一预紧杆由第一上圆柱、第一下圆柱和位于第一上圆柱和第二下圆柱之间并与二者连接为一体的第一伸缩杆构成，第一上箝位板和第一下箝位板上下平行设置，且第一上箝位板和第一下箝位板之间通过两个第一预紧杆支撑连接，每个第一预紧杆上的第一上圆柱和第二上圆柱分别穿设在第一上箝位板和第一下箝位板上，穿设在第一上箝位板上的第一上圆柱的上端部连接有一个第一连接件，第一上箝位板的下端面具有第一上箝位头，与第一上箝位头相对应的第一下箝位板的上端面具有第一下箝位头，两个第一箝位压电叠堆设置在第一上箝位板和第一下箝位板之间，位于每个第一箝位压电叠堆上方的第一上箝位板上垂直旋拧有一个第一紧固件，第一紧固件的下端部与第一箝位压电叠堆的上表面之间设置有一个第一支撑柱；所述第二箝位机构包括第二上箝位板、第二下箝位板、两个第二箝位压电叠堆、两个第二紧固件、两个第二支撑柱和两个第二预紧杆，所述每个第二预紧杆由第二上圆柱、第二下圆柱和位于第二上圆柱与第二下圆柱之间并与二者连接为一体的第二伸缩杆构成，第二上箝位板和第二下箝位板上下平行设置，且第二上箝位板和第二下箝位板之间通过两个第二预紧杆连接，每个第二预紧杆上的第二上圆柱和第二下圆柱分别穿设在第二上箝位板和第二下箝位板上，穿设在第二上箝位板上的第二上圆柱上连接有一个第二连接件，第二上箝位板的下端面具有第二上箝位头，与第二上箝位头相对应的第二下箝位板的上端面具有第二下箝位头，两个第二箝位压电叠堆分别设置在第二上箝位板和第二下箝位板之间，位于每个第二箝位压电叠堆上方的第二上箝位板上垂直旋拧有一个第二紧固件，第二紧固件的下端部与第二箝位压电叠堆的上表面之间设置有一个第二支撑柱； 第一箝位机构和第二箝位机构设置在导轨上，且导轨依次穿设在第一箝位机构的第一上箝位头和第一下箝位头之间和第二箝位机构的第二上箝位头和第二下箝位头之间，第一箝位机构和第二箝位机构之间通过驱动机构连接；所述驱动机构包括上驱动机构和下驱动机构，上驱动机构包括上驱动压电叠堆、上柔性铰链、上伸缩杆和上紧固件，上驱动压电叠堆位于第一上箝位板和第二上箝位板之间且上驱动压电叠堆的两端搭设在第一上箝位板和第二上箝位板上，第一上箝位板和第二上箝位板之间连接有上伸缩杆，上紧固件水平旋拧在第二上箝位板上，上柔性铰链设置在上紧固件和上驱动压电叠堆之间；下驱动机构包括下驱动压电叠堆、下柔性铰链、下伸缩杆和下紧固件，下驱动压电叠堆位于第一下箝位板和第二下箝位板之间且下驱动压电叠堆的两端搭设在第一下箝位板和第二下箝位板上，第一下箝位板和第二下箝位板之间连接有下伸缩杆，下紧固件水平旋拧在第二下箝位板上，下柔性铰链设置在下紧固件和下驱动压电叠堆之间。本专利技术的有益效果是(I)、本专利技术的第一箝位机构通过两个第一预紧杆将第一上箝位板和第一下箝位板与导轨进行预紧，具体来说就是，通过第一上箝位头、第一下箝位头和导轨构成箝位预紧力，实现第一箝位压电叠堆的断电自锁，断电自锁能力强，且第一箝位预紧力调整简单方便；第二箝位机构通过两个第二预紧杆将第二上箝位板和第二下箝位板与导轨进行预紧，具体来说就是，通过第二上箝位头、第二下箝位头和导轨构成箝位预紧力，实现第二箝位压电叠堆的断电自锁，断电自锁能力强，且第二箝位预紧力调整简单方便；(2)、本专利技术的第一箝位压电叠堆通过两个第一紧固件分别对两个第一支撑住施加载荷，与第一下箝位板配合，实现对第一箝位压电叠堆的预紧和定位，控制灵活方便，第一箝位压电叠堆的预紧力可以在第一上箝位头和第一下箝位头对导轨的预紧力施加完毕之后进行单独调整，预紧力调整方便可靠，降低了驱动器对加工精度和装配的要求；第二额箝位压电叠堆通过两个一二紧固件分别对两个第二支撑住施加载荷，与第二下箝位板配合，实现对第二箝位压电叠堆的预紧和定位，控制灵活方便，第二箝位压电叠堆的预紧力可以在第二上箝位头和第二下箝位头对导轨的预紧力施加完毕之后进行单独调整，预紧力调整方便可靠，降低了驱动器对加工精度和装配的要求；(3)、本专利技术通过水平旋拧在第二上箝位板上的上紧固件对上柔性铰链施加载荷，使上柔性铰链发生形变，并对上驱动压电叠堆预紧，当上驱动压电叠堆通电伸长时，其输出力带动设置在第一上箝位板和第二上箝位板之间的上伸缩杆伸长发生拉伸变形，实现压电驱动器沿导轨方向进行低速直线运动，断电时在上伸缩杆的弹性收缩的作用下，实现压电驱动器沿导轨方向进行低速直线运动；通过水平旋拧在第二下箝位板上的下紧固件对下柔性铰链施加载荷，使下柔性铰链发生形变，并对下驱动压电叠堆预紧，当下驱动压电叠堆通电伸长时，其输出力带动位于第一下箝位板和第二下箝位板之间的下伸缩杆伸长发生拉伸变形，实现压电驱动器沿导轨方向进行低速直线运动，断电时在下伸缩杆的弹性收缩的作用下，实现压电驱动器沿导轨方向进行低速直线运动，运动安全可靠；(4)、本专利技术整体结构简单，体积小，占地面积小，定位精确，压电叠堆预紧力和箝位预紧力不仅调整方便，而且也可以单独调节，调整方便，运行可靠，适用于输出力大、定位精确、低速运行以及需用断电自锁的环境中。附图说明图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曲建俊，郭文峰，王佳男，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：