CN106059380B - 单钩型位移转换机构压电粘滑直线电机及其激励方法 - Google Patents
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Abstract
一种单钩型位移转换机构压电粘滑直线电机及其激励方法，以解决当前压电粘滑直线电机由于摩擦力综合调控困难所导致的输出机械性能受限等问题。本发明由加载机构、单钩型定子和动子组成；所述定子的单钩型菱形位移放大转换机构具有微位移放大功能，由于其轴向刚度分布不均产生侧向位移的同时又增大了摩擦驱动力，减小了摩擦阻力；同时将摩擦调控波耦合叠加于单钩型定子快速变形阶段的锯齿驱动波中，从而降低快速变形阶段定、动子间摩擦阻力，实现对摩擦力的综合调控，显著提升压电粘滑直线电机的机械输出特性。本发明因具有结构简单紧凑、装配方便、定位精度高以及行程不受限等优点可广泛应用于半导体加工等微纳精密驱动与定位技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种单钩型位移转换机构压电粘滑直线电机及其激励方法，属于微纳精密驱动与定位技术领域。
背景技术
压电粘滑直线电机是一种基于压电元件的逆压电效应，在非对称电信号激励下激发定子（或称振子）产生微幅高频振动，利用定子与动子间的摩擦耦合实现机械能输出的微纳精密压电粘滑直线电机。按照驱动原理的不同，压电粘滑直线电机主要分为共振型压电电机（也称超声波电机）与非共振型压电电机（也称压电粘滑电机）两大类。与共振型压电电机相比，压电粘滑直线电机具有结构简单紧凑、控制方便、定位精度高及行程大等优点，被广泛应用于半导体加工、精密光学仪器等微纳精密驱动与定位技术领域。
压电粘滑驱动主要是将锯齿激励电信号施加于压电元件，激发定子产生快慢交替的运动变形，控制定子与动子在“粘”和“滑”两种运动状态之间相互转换，利用摩擦力驱动动子实现机械运动输出。然而，由于压电粘滑驱动缓慢与快速变形驱动阶段，定子与动子间摩擦力发挥的不同作用，具体为缓慢变形驱动阶段时表现为摩擦驱动力，而快速变形驱动阶段时表现为摩擦阻力。已有公开技术表明当前压电粘滑直线电机无法实现对整个粘滑驱动过程的摩擦力进行综合调控，导致其输出机械性能受限。特别在定子的快速变形驱动阶段，由于动子所受摩擦力与其运动方向相反，当动子惯性力不足以克服该摩擦阻力时，将会导致动子产生回退运动，表现为类锯齿状的不平稳运动输出，劣化输出性能，已有锯齿激励电信号无法实现对压电粘滑直线电机快速变形驱动阶段的摩擦力进行调控，进一步限制压电粘滑直线电机的应用与发展。
发明内容
为解决已有压电粘滑直线电机由于定子与动子间摩擦综合调控困难，所导致的机械输出特性受限，产生类锯齿状不平稳运动输出，劣化输出性能等技术问题，本发明公开一种单钩型位移转换机构压电粘滑直线电机及其激励方法。
本发明所采用的技术方案是：
所述单钩型位移转换机构压电粘滑直线电机包括加载机构、单钩型定子和动子。
所述加载机构由下滑台、上滑台和手动调节螺钉组成。所述下滑台设置有固定螺钉、锁紧保持架和锁紧螺栓，用于实现对上滑台安装固定；所述下滑台设置有手动调节螺钉安装孔，通过与手动调节螺钉的螺纹连接实现单钩型定子的预紧力调节；所述下滑台设置有下弹簧固定销和预压弹簧，用于实现上滑台的回程运动；所述下滑台设置有内侧固定导轨，内侧固定导轨设置有下导轨限位螺钉，避免上滑台滑动过程中脱离下滑台。所述下滑台设置有滚珠保持架组件，用于使上滑台与下滑台间接接触；所述下滑台设置有动子安装基面和动子安装螺纹孔，通过动子安装螺纹孔将动子固定在动子安装基面上；所述下滑台设置有沉头孔，通过沉头孔与外围台面连接固定。所述上滑台设置有横向铰链安装孔和纵向铰链安装孔，用于安装定子；所述上滑台设置有外安装孔和呈垂直对称分布的内安装孔；所述上滑台设置有上导轨限位螺钉，用于限制上滑台的运动范围；所述上滑台设置有上弹簧固定销，用于固定预压弹簧的另一端，所述上滑台侧面设置有锁紧螺纹孔，通过与锁紧螺栓的螺纹连接固定上滑台；所述上滑台设置有外侧移动导轨，通过外侧移动导轨带动上滑台的移动。所述手动调节螺钉与手动调节螺钉安装孔采用螺纹连接，通过调节手动调节螺钉的旋进量可以改变上滑台的位置，实现加载机构对单钩型定子的预紧力调节。
所述单钩型定子包括单钩型菱形位移放大转换机构、压电堆叠、预紧调整螺栓和垫片。所述单钩型菱形位移放大转换机构设置有定子安装孔，通过定子安装孔可将单钩型定子与上滑台固定；所述单钩型菱形位移放大转换机构设置有单钩型菱形铰链，可以将压电堆叠的微位移放大。所述单钩型菱形铰链设置有铰链短轴和铰链长轴，通过改变铰链长短轴的比值，可改变微位移的放大倍数；所述单钩型菱形位移放大转换机构设置有柔性梁和刚性梁，通过改变刚性梁与柔性梁的壁厚比值，可以将压电堆叠产生的微位移进一步放大。所述单钩型菱形位移放大转换机构设置有驱动足，用于驱动动子运动；所述单钩型菱形位移放大转换机构设置有单钩型铰链运动转换器，用于改变单钩型定子的轴向偏转刚度，将压电堆叠受到锯齿波激励电信号时产生的微位移转换转化为驱动足的侧向位移。由于单钩型定子的轴向刚度分布不均既产生侧向位移，又可增大缓慢变形驱动阶段时摩擦驱动力，减小快速变形驱动阶段时摩擦阻力，实现对摩擦力的综合调控。所述单钩型菱形位移放大转换机构设置有预紧调整螺栓安装孔，用于压电堆叠的预紧固定。所述压电堆叠的前后端面与预紧调整螺栓之间设置有垫片，其目的是保护压电堆叠，防止其局部应力集中。通过改变预紧调整螺栓的旋进量，可以通过垫片间接的对压电堆叠的轴向预紧力调节。
所述动子包括固定滑轨、滚柱保持架、双列交叉滚柱导轨安装螺栓、运动滑轨和端部限位螺钉；所述固定滑轨通过动子安装螺纹孔固定安装在动子安装基面上，所述滚柱保持架为运动滑轨的滑动提供支撑；所述双列交叉滚柱导轨安装螺栓用于安装固定滑轨，所述端部限位螺钉用于限制运动滑轨移动范围。
所述激励方法中所采用的耦合激励电信号由摩擦调控波耦合叠加于定子快速变形阶段的驱动波中，所述驱动波为锯齿波，摩擦调控波为正弦波；所述激励方法可减小快速变形驱动阶段定子与动子之间的摩擦阻力，抑制回退运动产生，其中锯齿驱动波周期为T1，激励电压幅值为V1，对称性为D，微幅摩擦正弦调控波周期为T2，激励电压幅值为V2，锯齿驱动波与微幅摩擦正弦调控波的周期比为T1/T2=10~100000，激励电压幅值比为V1/V2大于2。
本发明的有益效果是：
本发明采用具有摩擦力综合调控功能的单钩型定子结构，并通过耦合激励电信号进行激励，增大单钩型定子缓慢变形驱动阶段单钩型定子与动子间摩擦驱动力，降低单钩型定子快速变形驱动阶段单钩型定子与动子间摩擦阻力，实现对压电粘滑直线电机整个驱动过程的摩擦力进行综合调控，可显著提升压电粘滑直线电机的机械输出特性，降低其位移回退率，开环条件下定位精度可达纳米级。与当前已有技术相比，压电粘滑直线电机具有结构紧凑与控制方便等优点，输出力提升10%以上，输出速度提升30%以上，输出效率提升40%以上。
附图说明
图1所示为本发明提出的单钩型位移转换机构压电粘滑直线电机的结构示意图；
图2所示为本发明提出的单钩型位移转换机构压电粘滑直线电机的加载机构结构示意图；
图3所示为本发明提出的单钩型位移转换机构压电粘滑直线电机的下滑台结构示意图；
图4所示为本发明提出的单钩型位移转换机构压电粘滑直线电机的上滑台俯视结构示意图；
图5所示为本发明提出的单钩型位移转换机构压电粘滑直线电机的上滑台仰视结构示意图；
图6所示为本发明提出的单钩型位移转换机构压电粘滑直线电机的单钩型定子结构示意图；
图7所示为本发明提出的单钩型位移转换机构压电粘滑直线电机的单钩型菱形位移放大转换机构的结构示意图；
图8所示为本发明提出的单钩型位移转换机构压电粘滑直线电机的单钩型菱形位移放大转换机构局部俯视结构示意图；
图9所示为本发明提出的单钩型位移转换机构压电粘滑直线电机的单钩型菱形位移放大转换机构侧视结构示意图；
图10所示为本发明提出的单钩型位移转换机构压电粘滑直线电机的动子结构示意图；
图11所示为本发明提出的单钩型位移转换机构压电粘滑直线电机的耦合激励电信号波形示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1~图10说明本实施方式。本实施方式提供一种单钩型位移转换机构压电粘滑直线电机的具体实施方案。所述一种单钩型位移转换机构压电粘滑直线电机包括加载机构1、单钩型定子2和动子3。
所述加载机构1由下滑台1-1、上滑台1-2和手动调节螺钉1-3组成，其中加载机构1的下滑台1-1和上滑台1-2均采用高碳钢材料。所述下滑台1-1设置有固定螺钉1-1-1、锁紧保持架1-1-2和锁紧螺栓1-1-3，用于对上滑台1-2的连接固定，防止在电机工作过程中加载的上滑台1-2发生移动；所述下滑台1-1设置有手动调节螺钉安装孔1-1-4，通过手动调节螺钉安装孔1-1-4与手动调节螺钉1-3的螺纹连接，实现单钩型定子2的预紧力调节；所述下滑台1-1设置有下弹簧固定销1-1-5和预压弹簧1-1-6，用于实现上滑台1-2的回程运动；所述下滑台1-1设置有内侧固定导轨1-1-7，内侧固定导轨1-1-7设置有下导轨限位螺钉1-1-11，避免上滑台1-2滑动过程中脱离下滑台1-1；所述下滑台1-1设置有滚珠保持架组件1-1-12，用于辅助上滑台1-2运动；所述下滑台1-1设置有动子安装基面1-1-8和动子安装螺纹孔1-1-9，用于安装固定动子3；所述下滑台1-1设置有沉头孔1-1-10，用于与外围台面固连。所述上滑台1-2设置有横向铰链安装孔1-2-1和纵向铰链安装孔1-2-3，用于安装单钩型定子2；所述上滑台1-2设置有4n个外安装孔1-2-5和呈垂直对称分布的内安装孔1-2-2，其中n为大于等于1的整数；所述上滑台1-2设置有上4m个上导轨限位螺钉1-2-4，其中m为大于等于1的整数，用于限制上滑台1-2的运动范围，避免上滑台1-2滑出下滑台1-1。所述上滑台1-2设置有上弹簧固定销1-2-6，通过与下弹簧固定销1-1-5同时使用来固定预压弹簧1-1-6；所述上滑台1-2侧面设置有锁紧螺纹孔1-2-7，通过与锁紧螺栓1-1-3螺纹连接固定上滑台1-2；所述上滑台1-2设置有外侧移动导轨1-2-8，用于带动上滑台1-2的移动。所述手动调节螺钉1-3与手动调节螺钉安装孔1-1-4采用螺纹连接，通过调整手动调节螺钉1-3的旋进量可以调节上滑台1-2的位置，实现加载机构1对单钩型定子2的预紧力调节。
所述单钩型定子2包括单钩型菱形位移放大转换机构2-1、压电堆叠2-2、预紧调整螺栓2-3和垫片2-4。所述单钩型菱形位移放大转换机构2-1设置有定子安装孔2-1-1，通过定子安装孔2-1-1将单钩型菱形位移放大转换机构2-1与上滑台1-2固定；所述单钩型菱形位移放大转换机构2-1设置有单钩型菱形铰链2-1-2，其材料可以采用5052铝合金材料，可将压电堆叠2-2的微位移放大。所述单钩型菱形铰链2-1-2设置有铰链短轴和铰链长轴。具体地，铰链短轴长度为P，铰链长轴长度为Q，其长短轴长度的比值K=Q/P为单钩型菱形铰链2-1-2在垂直于驱动方向的微位移放大倍数，其微位移放大倍数K取值为1~6，调整K值，可改变单钩型定子的微位移放大倍数K，本实施方式中选取K=6。所述单钩型菱形位移放大转换机构2-1设置有柔性梁2-1-6和刚性梁2-1-7。具体地，刚性梁的壁厚均为B，柔性梁的壁厚为A，柔性梁2-1-6与刚性梁2-1-7壁厚的比值为e=A/B，e取值为0.75~0.95，可将受到锯齿波电信号激励下的压电堆叠2-2产生的微位移进一步放大，本实施方式中柔性梁2-1-6与刚性梁2-1-7壁厚比值e=0.8。所述单钩型菱形位移放大转换机构2-1设置有驱动足2-1-3，其端面涂有摩擦材料，通过驱动足2-1-3驱动动子3运动。具体地，所述驱动足2-1-3的厚度为M，改变M值可以改变驱动足2-1-3的刚度，当其厚度M小于动子3接触面宽度H的1~2.5 mm时，可以实现较好的驱动效果；本实施方式中驱动足2-1-3的厚度M=H－1。所述单钩型菱形位移放大转换机构2-1设置有单钩型铰链运动转换器2-1-4。具体地，单钩型铰链运动转换器2-1-4具有的内外圆角半径分别为R1和R2，其中s=R2/R1=3~5，调节s值的大小，可以改变单钩型定子2的轴向偏转刚度，并将压电堆叠2-2轴向振动产生的微位移转换为驱动足2-1-3的侧向位移。由于单钩型定子2的轴向刚度分布不均既产生侧向位移，又增大缓慢变形驱动阶段时摩擦驱动力，并减小快速变形驱动阶段时摩擦阻力，实现对摩擦力的综合调控；本实施方式中圆角半径的比值s取值为4。所述单钩型铰链运动转换器2-1-4沿铰链短轴方向的长度为Z，其与铰链短轴长度P满足的比例关系为N=Z/P，其中比例N满足的范围在0.8~1.2之间；本实施方式中选取的比例值N=1。所述单钩型菱形位移放大转换机构2-1设置有预紧调整螺栓安装孔2-1-5，用于压电堆叠2-2的预紧固定。所述压电堆叠2-2可以是PI公司的压电堆叠产品，所述压电堆叠2-2的前后端面与预紧调整螺栓2-3之间设置有垫片2-4，所述垫片2-4采用不锈钢材料，其厚度在2~3 mm范围时效果最佳；本实施方式中垫片厚度选用2 mm。其目的是保护压电堆叠2-2，防止其局部产生应力集中。所述调整预紧调整螺栓2-3与预紧调整螺栓安装孔2-1-5采用螺纹连接，用于实现对压电堆叠2-2的轴向预紧力调节。
所述动子3包括固定滑轨3-1、滚柱保持架3-2、双列交叉滚柱导轨安装螺栓3-3、运动滑轨3-4和端部限位螺钉3-5。所述固定滑轨3-1通过动子安装螺纹孔1-1-9固定于动子安装基面1-1-8上，所述运动滑轨3-4端面涂有陶瓷类摩擦材料，所述滚柱保持架3-2为运动滑轨3-4的滑动提供支撑，所述双列交叉滚柱导轨安装螺栓3-3用于安装固定滑轨3-1，所述端部限位螺钉3-5用于限制运动滑轨3-4运动范围，避免其滑出固定滑轨3-1。
具体实施方式二：结合图11说明本实施方式。本实施方式提供一种单钩型位移转换机构压电粘滑直线电机激励方法的具体实施方案。所述一种单钩型位移转换机构压电粘滑直线电机的激励方法如下所示。
所述激励方法中所采用的复合激励电信号由摩擦调控波复合叠加于定子快速变形阶段的锯齿驱动波中，所述摩擦调控波可为正弦波。其中，锯齿驱动波周期为T1，激励电压幅值为V1，对称性为D，微幅摩擦正弦调控波周期为T2，激励电压幅值为V2，锯齿驱动波与微幅摩擦正弦调控波的周期比为T1/T2=10~100000，激励电压幅值比为V1/V2大于2。
工作原理：单钩型位移转换机构压电粘滑直线电机的激励方法主要是在耦合电信号激励下，综合调控单钩型定子与动子间的摩擦力，进而提升压电粘滑直线电机的机械输出特性。其中，在单钩型定子缓慢变形驱动阶段，动子在静摩擦力作用下随着定子一起发生缓慢的“粘”运动，此时静摩擦力提供驱动力，增大单钩型定子与动子间摩擦力可提升电机输出性能；在单钩型定子快速变形驱动阶段，单钩型定子与动子间产生的滑动摩擦力为摩擦阻力，特别是当动子惯性力不足以克服该摩擦阻力时，将会导致动子产生回退运动，微观上表现为类锯齿状的不平稳运动，劣化输出性能，影响定位精度，此时设法降低单钩型定子与动子滑动摩擦阻力，可改善电机综合输出特性。本发明的单钩型定子由于采用单钩型菱形位移放大转换机构，使得单钩型定子轴向刚度分布不均匀，激发单钩型定子驱动端产生侧向位移，调整单钩型定子与动子间接触的正压力，即在单钩型定子缓慢变形驱动阶段，增大单钩型定子与动子间接触的正压力，进而增加单钩型定子与动子间的摩擦驱动力，在单钩型定子快速变形驱动阶段，减小单钩型定子与动子间接触的正压力，进而减小单钩型定子与动子间的摩擦阻力，实现对缓慢变形驱动阶段摩擦驱动力与快速变形驱动阶段摩擦阻力的综合调控，提升整机输出性能。同时，本发明通过将摩擦调控波复合叠加于单钩型定子快速变形阶段的锯齿驱动波中，激发单钩型定子处于振动状态，从而降低快速变形驱动阶段定、动子间摩擦阻力，抑制回退运动产生，可显著提升压电粘滑直线电机的机械输出特性。
综合以上所述内容，本发明提供一种单钩型位移转换机构压电粘滑直线电机及其激励方法，解决当前压电粘滑直线电机由于摩擦力综合调控困难所导致的输出机械性能受限等问题。通过单钩型定子的单钩型铰链运动转换器既产生侧向位移，又可增大摩擦驱动力，减小摩擦阻力；同时将摩擦调控波耦合叠加于单钩型定子快速变形阶段的锯齿驱动波中，降低快速变形阶段定、动子间摩擦阻力，降低位移回带率，实现对摩擦力的综合调控，显著提升压电粘滑直线电机的机械输出特性。本发明因具有结构紧凑、控制方便、定位精度高以及行程不受限等优点可广泛应用于光学精密仪器、半导体加工等微纳精密驱动与定位技术领域。
Claims (8)
1.一种单钩型位移转换机构压电粘滑直线电机，该单钩型位移转换机构压电粘滑直线电机由加载机构（1）、单钩型定子（2）和动子（3）组成；所述单钩型定子（2）固定安装在加载机构（1）上，动子（3）固定安装在加载机构（1）上；其特征在于：加载机构（1）由下滑台（1-1）、上滑台（1-2）和手动调节螺钉（1-3）组成；所述下滑台（1-1）设置有固定螺钉（1-1-1）、锁紧保持架（1-1-2）和锁紧螺栓（1-1-3）；下滑台（1-1）设置有手动调节螺钉安装孔（1-1-4），通过与手动调节螺钉（1-3）采用螺纹连接的方式紧固单钩型定子（2）；下滑台（1-1）设置有下弹簧固定销（1-1-5）和预压弹簧（1-1-6），通过下弹簧固定销（1-1-5）与预压弹簧（1-1-6）一端固定；下滑台（1-1）设置有内侧固定导轨（1-1-7），内侧固定导轨（1-1-7）设置有下导轨限位螺钉（1-1-11）和滚珠保持架组件（1-1-12）；下滑台设置有动子安装基面（1-1-8）和动子安装螺纹孔（1-1-9），通过动子安装螺纹孔（1-1-9）将动子（3）固定在动子安装基面（1-1-8）上，下滑台（1-1）设置有沉头孔（1-1-10）；所述上滑台（1-2）设置有横向铰链安装孔（1-2-1）和纵向铰链安装孔（1-2-3），上滑台（1-2）设置有外安装孔（1-2-5）和呈垂直对称分布的内安装孔（1-2-2）；上滑台（1-2）的端部安装有上导轨限位螺钉（1-2-4），上滑台（1-2）设置有上弹簧固定销（1-2-6），通过上弹簧固定销（1-2-6）与预压弹簧（1-1-6）另一端固定；上滑台（1-2）侧面设置有锁紧螺纹孔（1-2-7）和外侧移动导轨（1-2-8）；所述手动调节螺钉（1-3）通过与手动调节螺钉安装孔（1-1-4）采用螺纹连接紧固单钩型定子（2）。
2.根据权利要求1所述的一种单钩型位移转换机构压电粘滑直线电机，其特征在于单钩型定子（2）包括单钩型菱形位移放大转换机构（2-1）、压电堆叠（2-2）、预紧调整螺栓（2-3）和垫片（2-4）；所述单钩型菱形位移放大转换机构（2-1）设置有定子安装孔（2-1-1），通过定子安装孔（2-1-1）将单钩型定子（2）与加载机构（1）安装固定，单钩型菱形位移放大转换机构（2-1）设置有单钩型菱形铰链（2-1-2），单钩型菱形位移放大转换机构（2-1）设置有驱动足（2-1-3）和单钩型铰链运动转换器（2-1-4），单钩型菱形位移放大转换机构（2-1）设置有预紧调整螺栓安装孔（2-1-5），通过预紧调整螺栓安装孔（2-1-5）与预紧调整螺栓（2-3）采用螺纹连接固定压电堆叠（2-2）；所述压电堆叠（2-2）的前后端面与预紧调整螺栓（2-3）之间设置有垫片（2-4）。
3.根据权利要求2所述的单钩型位移转换机构压电粘滑直线电机，其特征在于单钩型定子（2）的单钩型菱形铰链（2-1-2）设置有铰链短轴和铰链长轴，铰链短轴长度为P，铰链长轴长度为Q，其长轴与短轴的比值K=Q/P为单钩型菱形铰链（2-1-2）在垂直于驱动方向的微位移放大倍数，微位移放大倍数K取值为1~6。
4.根据权利要求2所述的单钩型位移转换机构压电粘滑直线电机，其特征在于单钩型定子（2）的单钩型菱形位移放大转换机构（2-1）设置有单钩型铰链运动转换器（2-1-4），单钩型铰链运动转换器（2-1-4）具有的内、外圆角半径分别为R1和R2，其圆角半径的比值s=R2/R1取值为3~5。
5.根据权利要求2所述的一种单钩型位移转换机构压电粘滑直线电机，其特征在于单钩型定子（2）的单钩型菱形位移放大转换机构（2-1）可以采用5052铝合金、6061铝合金、7075铝合金、Ti-35A钛合金或Ti-13钛合金材料。
6.根据权利要求2所述的一种单钩型位移转换机构压电粘滑直线电机，其特征在于单钩型定子（2）的驱动足（2-1-3）端面涂有陶瓷类或玻璃纤维类摩擦材料。
7.根据权利要求1所述的一种单钩型位移转换机构压电粘滑直线电机，其特征在于动子（3）包括固定滑轨（3-1）、滚柱保持架（3-2）、双列交叉滚柱导轨安装螺栓（3-3）、运动滑轨（3-4）和端部限位螺钉（3-5）；所述固定滑轨（3-1）通过双列交叉滚柱导轨安装螺栓（3-3）和动子安装螺纹孔（1-1-9）固定于动子安装基面（1-1-8）上，运动滑轨（3-4）端面涂有陶瓷类摩擦材料。
8.一种单钩型位移转换机构压电粘滑直线电机激励方法，该激励方法基于权利要求1所述的单钩型位移转换机构压电粘滑直线电机实现；所述激励方法特征在于驱动波为锯齿波，摩擦调控波为正弦波，其中锯齿驱动波周期为T1，激励电压幅值为V1，对称性为D，微幅摩擦正弦调控波周期为T2，激励电压幅值为V2，锯齿驱动波与微幅摩擦正弦调控波的周期比为T1/T2=10~100000，激励电压幅值比为V1/V2大于2。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09247964A (ja) * | 1996-03-06 | 1997-09-19 | Aisan Ind Co Ltd | 超音波リニアモータの動力伝達構造 |
| CN1597145A (zh) * | 2003-09-18 | 2005-03-23 | 奥林巴斯株式会社 | 超声波振子及使用超声波振子的超声波电机 |
| KR20110071475A (ko) * | 2009-12-21 | 2011-06-29 | (주)피에조테크놀리지 | 압전 리니어 모터 |
| JP2011160527A (ja) * | 2010-01-29 | 2011-08-18 | Iai:Kk | 超音波リニアモータと駆動・案内装置 |
| CN203251240U (zh) * | 2013-05-13 | 2013-10-23 | 吉林大学 | 正压力可调的微纳米级粘滑惯性驱动平台 |
| CN103580532A (zh) * | 2013-11-27 | 2014-02-12 | 苏州大学 | 一种底部预紧式粘滑驱动跨尺度精密运动平台 |
| CN203896218U (zh) * | 2014-06-19 | 2014-10-22 | 哈尔滨工程大学 | 跨行程精密定位操作台 |
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|---|---|---|---|---|
| KR100483804B1 (ko) * | 2002-03-22 | 2005-04-20 | 한국과학기술연구원 | 압전 선형초음파모터 |
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09247964A (ja) * | 1996-03-06 | 1997-09-19 | Aisan Ind Co Ltd | 超音波リニアモータの動力伝達構造 |
| CN1597145A (zh) * | 2003-09-18 | 2005-03-23 | 奥林巴斯株式会社 | 超声波振子及使用超声波振子的超声波电机 |
| KR20110071475A (ko) * | 2009-12-21 | 2011-06-29 | (주)피에조테크놀리지 | 압전 리니어 모터 |
| JP2011160527A (ja) * | 2010-01-29 | 2011-08-18 | Iai:Kk | 超音波リニアモータと駆動・案内装置 |
| CN203251240U (zh) * | 2013-05-13 | 2013-10-23 | 吉林大学 | 正压力可调的微纳米级粘滑惯性驱动平台 |
| CN103580532A (zh) * | 2013-11-27 | 2014-02-12 | 苏州大学 | 一种底部预紧式粘滑驱动跨尺度精密运动平台 |
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