本发明专利技术公开了一种高刚性自配合双压电体并排推动的三摩擦力步进器，包括两压电体、基座、滑杆，两压电体按伸缩方向平行并排地固站于基座，构成双压电体结构。该步进器还包括分别固定于两压电体自由端的两垫片和设置于基座和滑杆(或滑杆与双压电体结构)之间的弹簧片，弹簧片和滑杆之间为点或线接触，该弹簧片在垂直于两压电体伸缩方向上将滑杆的一端与基座相压，将滑杆另一端与两垫片分别相压，分别构成基座正压力和两个垫片正压力，在双压电体结构的伸缩方向上，弹簧片产生的侧向弹力的位置处于基座正压力位置和垫片正压力位置之间，且距离垫片正压力位置比距离基座正压力位置更近。本发明专利技术尺寸小、刚性强、摩擦力条件和最佳摩擦力条件容易得到满足。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种压电步进器，特别涉及一种高刚性自配合双压电体并排推动的三摩擦力步进器，属于压电定位器
技术介绍
压电步进器是一种能够把每一步产生的微观小压电位移累加成一个宏观大位移的压电定位器，可同时拥有纳米级定位精度、厘米级大行程，从而成为现今精密测量、纳米器件加工、原子/分子操纵、乃至亚原子结构成像的有力定位工具。其现今的发展趋势是高刚性、大推力、和小型化。我们以前提出了一种“双压电体并排推动的三摩擦力步进器”(专利技术专利授权号ZL200910116492.X)是朝着这方面推进的一个典型代表。其技术特征为包括两个压电体、基座、滑杆，其特征是所述两压电体按伸缩方向平行设置并排地固定站立于基座上，设置与两压电体在其伸缩方向上为滑动配合的滑杆，在垂直于两压电体伸缩方向上设置将滑杆与两压电体自由端相压的正压力以及将滑杆与基座相压的正压力，在这三个正压力对滑杆产生的最大静摩擦力中，任一个最大静摩擦力小于其它两个最大静摩擦力之和(摩擦力关系)。一种比较容易想到的具体实施例是上述的三个正压力均来自滑杆的弹性，例如把空心的滑杆沿轴向从两头向另一头平行地割去，但不完全割通，形成扁“Z”字形，见附图1，从而在垂直于轴的方向形成弹性，而所述两压电体皆呈沿中轴线剖开的半管形状，它们围合起来固定站立于环形基座上，构成管形双压电体结构。将上述弹性滑杆插入管形双压电体结构，可对管形双压电体结构的两端产生能满足摩擦力关系的三个正压力。但，这种方法的缺点是随着滑杆在管形双压电体结构中的步进，上述三个正压力的大小会发生变化，导致摩擦力关系得不到满足，从而马达不再行走，这就限制了行程，见《科学仪器评论》(Review of Scientific Instruments, 2009 年第 80 期，第 085104 页)。一种能想到的解决方法是在上述管形双压电体结构的两端和滑杆(没有割过的刚性滑杆)之间以及基座和滑杆之间插入弹簧片，见附图2，这样，只要开始时摩擦力关系是满足的，则无论滑杆走到何处，摩擦力关系还是满足的，即行程仅受滑杆长度的限制。但，这种方法的缺点是开始时，摩擦力的关系很难满足，因为这要调节多个插入的弹簧片，才能满足步进的摩擦力关系。特别是最佳摩擦力关系(即能产生最大推力的摩擦力关系，应该是三个正压力产生的最大静摩擦力都相等)很难找到(几乎不可能)，需要很多次调节多个弹簧片的弹性，并靠运气才能找到最佳摩擦力关系。
技术实现思路
(一 )要解决的技术问题为了解决现有双压电体并排推动的三摩擦力步进器行程受限或摩擦力关系，特别是最佳摩擦力关系难以满足的问题，提供一种能确定满足摩擦力关系，特别是可以满足确定最佳摩擦力关系的高刚性、小型化双压电体并排推动的三摩擦力步进器。( 二 )技术方案为解决上述技术问题，本专利技术提出一种高刚性自配合双压电体并排推动的三摩擦力步进器，包括两个压电体、基座、滑杆，所述两压电体按伸缩方向平行设置并排地固定站立于基座上，构成双压电体结构，还包括弹簧片和两个垫片，所述两个垫片分别固定于所述两压电体的自由端，设置与两压电体在其伸缩方向上为滑动配合的滑杆，所述弹簧片设置于基座和滑杆之间，弹簧片和滑杆之间的弹性相压为点接触或线接触，该弹簧片在垂直于两压电体伸缩方向上将滑杆的一端与基座相压，并将滑杆的另一端与两个垫片分别相压，分别构成基座正压力和两个垫片正压力，在所述双压电体结构的伸缩方向上，所述弹簧片产生的侧向弹力的位置处于基座正压力位置和垫片正压力位置之间，且距离垫片正压力位置比距离基座正压力位置更近。根据本专利技术的一种具体实施方式，在所述双压电体结构的伸缩方向上，所述弹簧 片产生的侧向弹力的位置处于基座正压力位置和垫片正压力位置之间，且距离垫片正压力位置是距离基座正压力位置的1/2。本专利技术还提出一种高刚性自配合双压电体并排推动的三摩擦力步进器，包括两个压电体、基座、滑杆，所述两压电体按伸缩方向平行设置并排地固定站立于基座上，构成双压电体结构，其特征在于，还包括弹簧片和两个垫片，所述两个垫片分别固定于所述两压电体的自由端，设置与两压电体在其伸缩方向上为滑动配合的滑杆，所述弹簧片设置于滑杆和双压电体结构之间，弹簧片和滑杆之间的弹性相压为点接触或线接触，该弹簧片在垂直于两压电体伸缩方向上将滑杆的一端与基座相压，并将滑杆的另一端与两个垫片分别相压，分别构成基座正压力和两个垫片正压力，在所述双压电体结构的伸缩方向上，所述弹簧片产生的侧向弹力的位置处于基座正压力位置和垫片正压力位置之间，且距离垫片正压力位置比距离基座正压力位置更近。根据本专利技术的一种具体实施方式，在所述双压电体结构的伸缩方向上，所述弹簧片产生的侧向弹力的位置处于基座正压力位置和垫片正压力位置之间，且距离垫片正压力位置是距离基座正压力位置的1/2。还本专利技术一种高刚性自配合双压电体并排推动的三摩擦力步进器，包括两个压电体、基座、滑杆，所述两压电体按伸缩方向平行设置并排地固定站立于基座上，构成双压电体结构，其特征在于，还包括弹簧片和两个垫片，所述两个垫片分别固定于所述两压电体的自由端，所述两压电体皆呈沿管形体中轴线剖开的半管形状，它们围合起来固定站立于环形基座上，构成管形双压电体结构，所述两个垫片都为半环形，它们围成一个环形，构成垫片环，设置与两压电体在其伸缩方向上为滑动配合的滑杆，所述滑杆置于所述管形双压电体结构之内并且穿过分别位于其两端的环形基座和垫片环，所述弹簧片设置于滑杆和管形双压电体结构的内壁之间，弹簧片和滑杆之间的弹性相压为点接触或线接触，该弹簧片在垂直于两压电体伸缩方向上将滑杆的一端与基座相压，并将滑杆的另一端与两个垫片分别相压，分别构成基座正压力和两个垫片正压力，在所述双压电体结构的伸缩方向上，所述弹簧片产生的侧向弹力的位置处于基座正压力位置和垫片正压力位置之间，且距离垫片正压力位置比距离基座正压力位置更近。根据本专利技术的一种具体实施方式，在所述双压电体结构的伸缩方向上，所述弹簧片产生的侧向弹力的位置处于基座正压力位置和垫片正压力位置之间，且距离垫片正压力位置是距离基座正压力位置的1/2。本专利技术还提出一种高刚性自配合双压电体并排推动的三摩擦力步进器，包括两个压电体、基座、滑杆，所述两压电体按伸缩方向平行设置并排地固定站立于基座上，构成双压电体结构，其特征在于，还包括弹簧片和两个垫片，所述两个垫片分别固定于所述两压电体的自由端，所述两压电体皆呈沿管形体中轴线剖开的半管形状，它们围合起来固定站立于环形基座上，构成管形双压电体结构，所述两个垫片都为半环形，它们围成一个环形，构成垫片环，设置与两压电体在其伸缩方向上为滑动配合的滑杆，所述滑杆为管形，套于所述管形双压电体结构之外，所述弹簧片设置于滑杆内壁和管形双压电体结构的外壁之间，弹簧片和滑杆之间的弹性相压为点接触或线接触，该弹簧片在垂直于两压电体伸缩方向上将滑杆的一端与基座相压，并将滑杆的另一端与两个垫片分别相压，分别构成基座正压力和两个垫片正压力，在所述双压电体结构的伸缩方向上，所述弹簧片产生的侧向弹力的位置处于基座正压力位置和垫片正压力位置之间，且距离垫片正压力位置比距离基座正压力位置更近。 根据本专利技术的一种具体实施方式，在所述双压电体结构的伸缩方向上，所述弹簧片产生的侧向弹力的位置处本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高刚性自配合双压电体并排推动的三摩擦力步进器，包括两个压电体、基座、滑杆，所述两压电体按伸缩方向平行设置并排地固定站立于基座上，构成双压电体结构，其特征在于，还包括弹簧片和两个垫片，所述两个垫片分别固定于所述两压电体的自由端，设置与两压电体在其伸缩方向上为滑动配合的滑杆，所述弹簧片设置于基座和滑杆之间，弹簧片和滑杆之间的弹性相压为点接触或线接触，该弹簧片在垂直于两压电体伸缩方向上将滑杆的一端与基座相压，并将滑杆的另一端与两个垫片分别相压，分别构成基座正压力和两个垫片正压力，在所述双压电体结构的伸缩方向上，所述弹簧片产生的侧向弹力的位置处于基座正压力位置和垫片正压力位置之间，且距离垫片正压力位置比距离基座正压力位置更近。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王琦，陆轻铀，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。