摩擦驱动致动器制造技术

一种摩擦驱动致动器，包括一壳体、一被驱动件、一压电组件以及一可挠性件。前述被驱动件可相对壳体位移，前述压电组件设置于壳体内并且位于被驱动件的外侧，前述可挠性件连接压电组件并且朝一第一方向延伸，其中当压电组件受一电压讯号驱动而朝第一方向变形时，所述可挠性件带动所述被驱动件相对所述壳体位移。整体而言，本发明专利技术除了具有结构简单与稳定性高的优点外，其定位精度还可达到奈米等级，故可广泛的应用在高精度的定位机构、扫描装置或原子力显微镜等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于一种定位致动器，特别关于一种可防止压电组件损坏的摩擦驱动致动器。
技术介绍
传统的摩擦驱动致动器主要利用压电组件可变形的特性来驱动被驱动件，借以达到位移或定位的目的。如第I图所示，美国专利(us 7，196，454)即揭露了一种可应用于扫描探头或显微镜的摩擦驱动致动器100，其主要包括一底座110、一压电组件150、一摩擦组 件170以及一被驱动件190，前述被驱动件190活动的设置于底座110上，并可用以承载一物体199，压电组件150设置于底座110上且位于被驱动件190下方，摩擦组件170则设置于压电组件150上并且与被驱动件190相互抵接。应了解的是，当压电组件150受一电压讯号影响而伸长或缩短时，可带动被驱动件190以及被驱动件190上的物体199沿X轴或-X轴方向位移。然而，前述摩擦驱动致动器100存在一个致命缺点当被驱动件190所承受的物体199重量太重或压力过大时，下方的压电组件150极容易受损而失去效能。由于一般压电组件大多为脆弱的陶瓷材料所制成，因此当承受过大的压力或撞击时极可能导致其破碎断 ο有鉴于此，如何改善前述摩擦驱动致动器结构的缺点始成为一重要的课题。
技术实现思路
本专利技术可采用以下技术方案来实现的。本专利技术的一实施例提供一种摩擦驱动致动器，包括一壳体、一被驱动件、一压电组件以及一可挠性件。前述被驱动件可相对壳体位移，前述压电组件设置于壳体内并且位于被驱动件的外侧。前述可挠性件连接压电组件并且朝一第一方向延伸，其中当压电组件受一电压讯号驱动而朝第一方向变形时，前述可挠性件带动被驱动件相对壳体位移。于一实施例中，可挠性组件与被驱动件以摩擦方式接合。于其它实施例中，前述摩擦驱动致动器还包括一预压组件，其中预压组件设置于壳体内并提供一预压力以增加可挠性组件与被驱动件之间的摩擦力。其它可提供预压力的方式亦可应用于此。于一实施例中，前述预压组件为一弹簧或磁铁。于一实施例中，前述弹簧位于可挠性件与壳体之间。于一实施例中，前述磁铁位于可挠性件与壳体之间，此时被驱动件为导磁或磁性材料。于一实施例中，前述磁铁位于可挠性件与被驱动件之间，此时被驱动件为导磁或磁性材料。于一实施例中，前述可挠性件直接与被驱动件接触。于一实施例中，前述可挠性件一端固定一摩擦垫，其中摩擦垫与被驱动件接触。于一实施例中，前述可挠性件含有陶瓷、金属、碳纤维、木头或塑料材质。于一实施例中，前述弹簧为螺旋状的弹簧或弹片，其材质可为金属、碳纤维或塑料。于一实施例中，前述压电组件的一端固定可挠性件上。于一实施例中，前述压电组件的一端固定于被驱动件上，可挠性件固定于另一端。于一实施例中，前述摩擦驱动致动器还包括一滑轨，其中滑轨固定于壳体上，且被驱动件可沿着滑轨滑动。 于一实施例中，前述滑轨提供被驱动件线性或旋转方式滑动。于一实施例中，前述摩擦驱动致动器还包括一预压组件，设置于壳体内并提供一预压力以增加可挠性件与被驱动件之间的摩擦力。于一实施例中，前述摩擦驱动致动器还包括一预压组件，设置于壳体内并提供一预压力以增加摩擦垫与被驱动件之间的摩擦力。于一实施例中，前述摩擦驱动致动器还包括一预压组件，设置于被驱动件上并提供一预压力以增加可挠性件与滑轨之间的摩擦力。于一实施例中，前述摩擦驱动致动器还包括一预压组件，设置于被驱动件上并提供一预压力以增加摩擦垫与滑轨之间的摩擦力。于一实施例中，前述电压讯号含有一三角波。于一实施例中，前述电压讯号含有一锯齿波。于一实施例中，前述电压讯号为一具有不同的工作周期的脉冲宽度调变讯号。于一实施例中，前述摩擦驱动致动器还包括一位移感测组件以及一光学、磁性或电阻式编码器，前述编码器设置于壳体上，且位移感测组件设置于被驱动件上。于一实施例中，前述压电组件为积层式或剪力式压电组件。于一实施例中，前述摩擦驱动致动器包括两个压电组件以及两个可挠性件，其中压电组件以及可挠性件分别位于被驱动件的相反侧。于一实施例中，前述摩擦驱动致动器还包括一滑轨以及一摩擦垫，前述滑轨固定于壳体上，被驱动件可沿滑轨滑动，摩擦垫的一端固定于压电组件上，其中摩擦垫与滑轨接触，且压电组件一端连接可挠性件。可挠性件的另一端固定于壳体。于一实施例中，前述摩擦驱动致动器还包括一预压组件，设置于壳体内并提供一预压力以增加摩擦垫与被驱动件之间的摩擦力。本专利技术的一实施例还提供一种摩擦驱动致动器，包括一壳体、一旋转件、一压电组件以及一可挠性件。前述旋转件活动的设置于壳体内，前述压电组件连接壳体，前述可挠性件连接压电组件并且朝一第一方向延伸。其中，当压电组件受一电压讯号驱动而朝第一方向变形时，可挠性件带动旋转件绕旋转件的轴心旋转。于一实施例中，前述可挠性件直接与旋转件接触。于一实施例中，前述可挠性件包括一摩擦垫，其中摩擦垫与旋转件接触。于一实施例中，前述摩擦驱动致动器包括两个压电组件以及两个可挠性件，其中压电组件以及可挠性件分别位于旋转件的相反侧。于一实施例中，前述摩擦驱动致动器还包括一磁铁，设置于可挠性件上并与旋转件接触。于一实施例中，前述旋转件具有一圆弧面，且前述磁铁与旋转件的圆弧面接触。于一实施例中，前述旋转件具有一主平面，且前述磁铁与旋转件的主平面接触。于一实施例中，前述旋转件为无轴心环状结构。 于一实施例中，前述压电组件为剪 力式压电组件。于一实施例中，前述摩擦驱动致动器还包括一磁铁，前述磁铁与壳体接触，且旋转件具有一主平面，压电组件固定于主平面上，其中可挠性件连接磁铁与压电组件。于一实施例中，前述旋转件与磁铁分别位于压电组件的相反侧。于一实施例中，预压组件提供垂直于摩擦件与被驱动件接口的接触摩擦力。为使本专利技术的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例并配合附图做详细说明。附图说明第I图表示已知的摩擦驱动致动器的示意图；第2图表示本专利技术一实施例的摩擦驱动致动器示意图；第3图为第2图的驱动机制方块图；第4A、4B图为被驱动件因外界力量而位移的示意图；第5A、5B图摩擦驱动致动器使用磁铁的示意图；第6图为摩擦驱动动器使用位移感测组件及编码器的示意图；第7图表不一三角波电压讯号的不意图；第8图为积层式压电组件伸长缩短的示意图；第9图为剪力式压电组件形变的示意图；第10图表不一锯齿波电压讯号的不意图；第IlAUlB图为第2图摩擦驱动致动器由第10图电压讯号驱动的示意图；第12A 12C图表示不同工作周期的脉冲宽度调变电压讯号的示意图；第13A、13B图表示本专利技术其它实施例的摩擦驱动致动器示意图；第14A 14C图表示本专利技术其它实施例的摩擦驱动致动器示意图；第15A I 图表示本专利技术其它实施例的摩擦驱动致动器示意图；第16A、16B图表示本专利技术其它实施例的摩擦驱动致动器示意图；第17A 17D图表示本专利技术的旋转式摩擦驱动致动器实施例示意图；以及第18图表示本专利技术XY两轴运动的摩擦驱动致动器实施例示意图。具体实施例方式■摩擦驱动致动器请参阅第2、3图，本专利技术一实施例的摩擦驱动致动器10主要包括一壳体11、一被驱动件12、一压电组件13、一可挠性件14以及一预压组件151，其中在壳体11内部具有一滑轨18，前述滑轨18大致朝X轴方向延伸，被驱动件12则活动的设置在滑轨18上，并可相对壳体11沿X轴方向(第一方向)滑动。如第2图所不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摩擦驱动致动器，其特征在于，包括：一壳体；一压电组件，固定于所述壳体内；一被驱动件，可相对所述壳体位移；以及一可挠性件，连接所述压电组件并且朝一方向延伸，其中当所述压电组件受一电压讯号驱动而朝所述方向变形时，所述可挠性件带动所述被驱动件相对所述壳体位移。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡恩德，廖先顺，黄英硕，
申请(专利权)人：中央研究院，
类型：发明
国别省市：