CN107276453A - 一种双ω形压电直线驱动器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双Ω形压电直线驱动器，属于精密驱动技术领域。包括Ω形定子1(1)、Ω形定子2(2)、动子(3)、基座(4)；Ω形定子1(1)和Ω形定子2(2)镜像对称放置在动子(3)两侧，与动子(3)弹性接触，同时固定安装在基座(4)上；Ω形定子1(1)包括刚性固定座(1‑1)和Ω形振子(1‑2)，Ω形振子(1‑2)包括压电双晶片1(1‑2‑1)、压电双晶片2(1‑2‑2)、Ω形弹性基板(1‑2‑3)和弧形驱动足(1‑2‑4)；向Ω形定子1(1)和Ω形定子2(2)施加驱动电信号，弧形驱动足(1‑2‑4)产生左右往复运动形变，Ω形定子1(1)和Ω形定子2(2)交替步进运动，驱动动子(3)向右侧运动，本发明结构简单紧凑，稳定性好，精度高，负载大，能有效克服回退，可用于微纳加工、航天航空、精密光学等领域。

Description

一种双Ω形压电直线驱动器
技术领域
本发明设计了一种双Ω形压电直线驱动器，属于精密压电驱动领域。
背景技术
近年来，随着机械的发展，现有的驱动装置已经不能满足人们的需求。各种机械设备趋向于微型化，急需超精密微型驱动机构。由于压电陶瓷具有微纳米级精度的稳定输出位移线性好、控制方便、分辨率高等优点。以压电陶瓷为核心的小型驱动器正逐步得到应用。现在市面上大部分压电驱动机构，都有结构复杂，行程小，精度低，负载小等缺点。
双Ω形压电直线驱动器是一种利用压电双晶片的逆压电效应，通过摩擦耦合带动动子的侧向位移的微型压电驱动器，由于其紧凑的尺寸，低噪声，快速和精确的响应以及较低的功率消耗而具有许多应用，能有效的克服回退现象。
发明内容
为了实现大行程，高精度，大负载、能有效克服回退现象的结合，本发明公开了一种双Ω形压电直线驱动器，本发明所采用的技术方案是：
一种双Ω形压电直线驱动器，其特征在于：包括Ω形定子1、Ω形定子2、动子、基座，Ω形定子1和Ω形定子2镜像对称放置在动子两侧，与动子弹性接触同时固定安装在基座上；所述的Ω形定子1包括刚性固定座、Ω形振子；所述的Ω形振子包括压电双晶片1、压电双晶片2、Ω形弹性基板、弧形驱动足；弧形驱动足包括左弧形驱动足、右弧形驱动足；Ω形定子1的左弧形驱动足摩擦系数大于右弧形驱动足；Ω形定子2和Ω形定子1结构相同；向Ω形定子1施加电信号，向Ω形定子2施加比Ω形定子1滞后半个周期(T/2)的驱动电信号，弧形驱动足产生左右往复运动形变，左弧形驱动足产生的摩擦力大于右弧形驱动足，Ω形定子1和Ω形定子2交替步进运动，Ω形定子1向左侧形变，其右弧形驱动足产生摩擦阻力，Ω形定子2向右侧形变，其左弧形驱动足产生摩擦驱动力，摩擦驱动力大于摩擦阻力，使动子向右侧运动；Ω形定子1向右侧形变，其左弧形驱动足产生摩擦驱动力，Ω形定子2向左侧形变，其右弧形驱动足产生摩擦阻力，摩擦驱动力大于摩擦阻力，驱动动子向右侧运动；Ω形定子1和Ω形定子2交替步进使动子始终向右侧运动。
Ω形振子两端固定在刚性固定座上，压电双晶片1和压电双晶片2对称粘结在Ω形弹性基板两侧；弧形驱动足两侧设置的左弧形驱动足的摩擦系数高于右弧形驱动足；给压电双晶片1和压电双晶片2施加两个相位差T/2的正弦驱动电信号，压电双晶1和压电双晶片2上下交替振动，使驱动足产生左右往复运动形变，驱动动子向右运动。
本发明的有益效果在于：装置结构简单紧凑，行程大，负载方向与驱动力垂直，负载大，能有效克服回退。
附图说明
图1为本发明的双Ω形压电直线驱动器的结构示意图；
图2为本发明的Ω形定子的结构示意图；
图3为本发明的Ω形振子的结构示意图；
图4为本发明的工作原理图；
图5为本发明的Ω形定子1(1)的驱动电信号波形示意图；
图6为本发明的Ω形定子2(2)的驱动电信号波形示意图。
其中：1：Ω形定子1；1-1：刚性固定座；1-2：Ω形振子；1-2-1：压电双晶片1；1-2-1：压电双晶片2；1-2-3：Ω形弹性基板；1-2-4：弧形驱动足；1-2-4-1：左弧形驱动足；1-2-4-2：右弧形驱动；2：Ω形定子2；3：动子；4：基座。
具体实施方式
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
参照图1-图6，一种双Ω形压电直线驱动器，其特征在于：包括Ω形定子1(1)、Ω形定子2(2)、动子(3)、基座(4)，Ω形定子1(1)和Ω形定子2(2)镜像对称放置在动子(3)两侧，与动子(3)弹性接触，同时固定安装在基座(4)上；所述的Ω形定子1(1)包括刚性固定座(1-1)、Ω形振子(1-2)；所述的Ω形振子(1-2)包括压电双晶片1(1-2-1)、压电双晶片2(1-2-2)、Ω形弹性基板(1-2-3)、弧形驱动足(1-2-4)；弧形驱动足(1-2-4)包括左弧形驱动足(1-2-4-1)、右弧形驱动足(1-2-4-2)；Ω形定子1(1)的左弧形驱动足(1-2-4-1)摩擦系数大于右弧形驱动足(1-2-4-2)；Ω形定子2(2)和Ω形定子1(1)结构相同；向Ω形定子1(1)施加电信号，向Ω形定子2(2)施加比Ω形定子1(1)滞后半个周期(T/2)的驱动电信号，弧形驱动足(1-2-4)产生左右往复运动形变，左弧形驱动足(1-2-4-1)产生的摩擦力大于右弧形驱动足(1-2-4-2)，Ω形定子1(1)和Ω形定子2(2)交替步进运动，Ω形定子1(1)向左侧形变，其右弧形驱动足(1-2-4-2)产生摩擦阻力，Ω形定子2(2)向右侧形变，其左弧形驱动足(1-2-4-1)产生摩擦驱动力，摩擦驱动力大于摩擦阻力，使动子(3)向右侧运动；Ω形定子1(1)向右侧形变，其左弧形驱动足(1-2-4-1)产生摩擦驱动力，Ω形定子2(2)向左侧形变，其右弧形驱动足(1-2-4-2)产生摩擦阻力，摩擦驱动力大于摩擦阻力，驱动动子(3)向右侧运动；Ω形定子1(1)和Ω形定子2(2)交替步进使动子(3)始终向右侧运动。
Ω形振子(1-2)两端固定在刚性固定座(1-1)上，压电双晶片1(1-2-1)和压电双晶片2(1-2-2)对称粘结在Ω形弹性基板(1-2-3)两侧；弧形驱动足(1-2-4)两侧设置的左弧形驱动足(1-2-4-1)的摩擦系数高于右弧形驱动足(1-2-4-2)；给压电双晶片1(1-2-1)和压电双晶片2(1-2-2)施加两个相位差T/2的正弦驱动电信号，压电双晶1(1-2-1)和压电双晶片2(1-2-2)上下交替振动，使驱动足产生左右往复运动形变，驱动动子(3)向右运动。

Claims (2)

1.一种双Ω形压电直线驱动器，其特征在于：包括Ω形定子1(1)、Ω形定子2(2)、动子(3)、基座(4)，Ω形定子1(1)和Ω形定子2(2)镜像对称放置在动子(3)两侧，与动子(3)弹性接触，同时固定安装在基座(4)上；所述的Ω形定子1(1)包括刚性固定座(1-1)、Ω形振子(1-2)；所述的Ω形振子(1-2)包括压电双晶片1(1-2-1)、压电双晶片2(1-2-2)、Ω形弹性基板(1-2-3)、弧形驱动足(1-2-4)；弧形驱动足(1-2-4)包括左弧形驱动足(1-2-4-1)、右弧形驱动足(1-2-4-2)；Ω形定子1(1)的左弧形驱动足(1-2-4-1)摩擦系数大于右弧形驱动足(1-2-4-2)；Ω形定子2(2)和Ω形定子1(1)结构相同；向Ω形定子1(1)施加电信号，向Ω形定子2(2)施加比Ω形定子1(1)滞后半个周期(T/2)的驱动电信号，弧形驱动足(1-2-4)产生左右往复运动形变，左弧形驱动足(1-2-4-1)产生的摩擦力大于右弧形驱动足(1-2-4-2)，Ω形定子1(1)和Ω形定子2(2)交替步进运动，Ω形定子1(1)向左侧形变，其右弧形驱动足(1-2-4-2)产生摩擦阻力，Ω形定子2(2)向右侧形变，其左弧形驱动足(1-2-4-1)产生摩擦驱动力，摩擦驱动力大于摩擦阻力，使动子(3)向右侧运动；Ω形定子1(1)向右侧形变，其左弧形驱动足(1-2-4-1)产生摩擦驱动力，Ω形定子2(2)向左侧形变，其右弧形驱动足(1-2-4-2)产生摩擦阻力，摩擦驱动力大于摩擦阻力，驱动动子(3)向右侧运动；Ω形定子1(1)和Ω形定子2(2)交替步进使动子(3)始终向右侧运动。
2.根据权利要求1所述的一种双Ω形压电直线驱动器，其特征在于：所述的Ω形振子(1-2)两端固定在刚性固定座(1-1)上，压电双晶片1(1-2-1)和压电双晶片2(1-2-2)对称粘结在Ω形弹性基板(1-2-3)两侧；弧形驱动足(1-2-4)两侧设置的左弧形驱动足(1-2-4-1)的摩擦系数高于右弧形驱动足(1-2-4-2)；给压电双晶片1(1-2-1)和压电双晶片2(1-2-2)施加两个相位差T/2的正弦驱动电信号，压电双晶1(1-2-1)和压电双晶片2(1-2-2)上下交替振动，使驱动足产生左右往复运动形变，驱动动子(3)向右运动。
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