CN110932598A - 双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台及其控制方法，当前精密压电粘滑旋转平台位移回退显著、预紧调节精度低等技术问题。本发明由转盘组件、基座组件、传动轴套、预紧调节机构和驱动组件组成，所述转盘组件置于基座组件上，并与传动轴套紧固连接，所述驱动组件安装在预紧调节机构上，并与传动轴套相接触，所述预紧调节机构与基座组件螺纹连接。本发明采用双压电堆叠耦合致动，利用两个压电堆叠在组合电信号激励下耦合驱动，增大驱动铰链定子恢复变形过程中的正压力，以减小该旋转平台的位移回退量，并通过传动轴套中轴套斜面的设计以提高预紧力调节精度，在精密驱动与定位领域中具有良好的发展潜力和应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台及其控制方法，属于微纳精密制造与控制技术领域。
背景技术
随着精密超精密加工、生物医疗技术、精密测量等领域的快速发展，对微纳米精密驱动技术的要求越来越高，在精密旋转定位驱动系统中，旋转驱动器的性能对整个定位系统有着决定性的影响，而压电驱动器具有体积小、效率高、优良的力(力矩)和输出保持能力以及亚毫秒级以上的响应速度宽等优点，在当前微型驱动定位领域中，以压电驱动为核心的微型驱动器受到广泛关注。
压电旋转平台是一种既能实现全行程旋转、又能实现微转角高分辨率的精密旋转驱动器。它基于压电堆叠的逆压电效应，将压电执行器的微小角位移不断累加，从而实现连续的大行程旋转运动。因此，在具有大转角行程、微转角高分辨率技术需求的精密旋转定位领域，压电旋转平台具有独特的技术优势。但目前的压电旋转平台仍存在位移回退显著、预紧力调节困难或调节精度低等技术问题。
针对上述技术问题，待提出一种位移回退量小、预紧力调节精度高的精密压电旋转平台。
发明内容
为解决当前精密压电粘滑旋转平台位移回退显著、预紧调节精度低等技术问题，本发明公开了一种双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台及其控制方法。
本发明所采用的技术方案：
为达到上述目的，本发明提供一种双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台及其控制方法，该压电驱动旋转台由转盘组件、基座组件、传动轴套、预紧调节机构和驱动组件，其中，所述转盘组件置于基座组件上，并与传动轴套紧固连接，所述驱动组件安装在预紧调节机构上，并与传动轴套相接触，所述预紧调节机构与基座组件螺纹连接。
所述转盘组件由转盘安装螺栓和转盘组成，所述转盘设有转盘安装孔、转盘限位面和转盘安装轴，所述转盘安装螺栓通过转盘安装孔将转盘安装固定在传动轴套上，所述转盘限位面分别与基座组件和传动轴套相接触，所述转盘安装轴与传动轴套相连接。
所述基座组件设有基座、轴承上安装板固定螺栓、轴承上安装板、轴承和预紧调节螺栓，所述轴承上安装板通过轴承上安装板固定螺栓与基座连接将轴承固定安装，所述预紧调节螺栓穿过基座与预紧调节机构螺纹连接。
所述基座设有预紧调节轨道、轴承上安装板固定螺纹孔、轴承安装内孔、轴承限位面、基座上表面、预紧调节组件安装槽和基座内螺纹孔，所述预紧调节轨道内安装有预紧调节螺栓，所述轴承上安装板固定螺纹孔与轴承上安装板固定螺栓螺纹连接，安装轴承上安装板，所述轴承安装内孔和轴承限位面与轴承相接触，所述基座上表面与轴承上安装板相接触，所述预紧调节组件安装槽内安装预紧调节机构，所述基座内螺纹孔与预紧调节机构螺纹连接，所述轴承上安装板设有轴承上安装板安装孔、轴承上安装板下表面、轴承上安装板内孔和轴承上安装板限位面，轴承上安装板固定螺栓穿过轴承上安装板安装孔与轴承上安装板固定螺栓螺纹连接，所述轴承上安装板下表面与基座上表面相接触，所述轴承上安装板内孔和轴承上安装板限位面与轴承相连接，紧固安装轴承，所述轴承设有轴承外圈上表面、轴承内圈、轴承内圈上表面、轴承外圈、轴承外圈下表面和轴承内圈下表面。所述轴承外圈上表面与轴承上安装板限位面相接触，所说轴承内圈与传动轴套过渡配合，所述轴承内圈上表面与转盘限位面相接触，所述轴承外圈分别与轴承安装内孔和轴承上安装板内孔过渡配合，所述轴承外圈下表面与轴承限位面相接触，所述轴承内圈下表面与传动轴套相接触。
所述传动轴套设有轴套限位面、转盘安装螺纹孔、轴套内孔、轴套上表面、轴套安装轴和轴套斜面，所述轴套限位面与轴承内圈下表面相接触，所述转盘安装螺纹孔与转盘安装螺栓螺纹连接，紧固连接转盘和传动轴套，所述轴套内孔内穿过转盘安装轴，所述轴套上表面与转盘限位面相接触，所述轴套安装轴与轴承内圈过渡配合，所述轴套斜面与驱动组件相接触。
所述预紧调节机构设有预紧调节螺栓安装螺纹孔、驱动组件安装螺纹孔、驱动组件安装台和预紧调节外螺纹轴，所述预紧调节螺栓安装螺纹孔与预紧调节螺栓螺纹连接，所述驱动组件安装螺纹孔与驱动组件螺纹连接，所述驱动组件安装台用于安装驱动组件，所述预紧调节外螺纹轴与基座内螺纹孔螺纹连接。
所述驱动组件由驱动铰链定子安装螺栓、压电堆叠Ⅰ、驱动铰链定子、压电堆叠Ⅱ、驱动球头Ⅰ和驱动球头Ⅱ，所述驱动铰链定子安装螺栓穿过驱动铰链定子与驱动组件安装螺纹孔螺纹连接，安装紧固驱动铰链定子，所述压电堆叠Ⅰ两端分别与驱动铰链定子和驱动球头Ⅰ连接，所述压电堆叠Ⅱ置于驱动铰链定子内部，所述驱动球头Ⅱ粘贴于驱动铰链定子上，
所述压电堆叠Ⅰ设有固定端面和驱动端面，所述驱动铰链定子设有八边形梁、圆弧形铰链Ⅰ、长方槽、驱动梁Ⅰ、连接梁、圆弧形铰链Ⅱ、堆叠安装面、球头安装面、铰链安装基座、铰链安装孔、连接直梁和驱动梁Ⅱ，所述八边形梁每个转角处均设置有一个圆弧形铰链Ⅰ，所述八边形梁共由八个梁首尾相连，所述驱动梁Ⅰ和驱动梁Ⅱ间隔分布在八边形梁四个正交梁上，两个驱动梁Ⅰ对称分布在八边形梁两侧梁上，两个驱动梁Ⅱ对称分布在八边形梁另外两侧梁上，其余四个斜梁设置有四个铰链安装基座，所述铰链安装基座上设有铰链安装孔，安装固定驱动铰链定子，所述连接梁两侧设有连接直梁，并连接铰链安装基座，所述圆弧形铰链Ⅱ连接八边形梁和连接梁，所述驱动铰链定子安装螺栓穿过铰链安装孔并与驱动组件安装螺纹孔螺纹连接，固定安装驱动铰链定子，所述压电堆叠Ⅰ的固定端面与堆叠安装面粘贴连接，所述驱动球头Ⅰ与压电堆叠Ⅰ的驱动端面粘贴连接，所述驱动球头Ⅱ与球头安装面粘贴连接。
另外，为了达到上述目的，本发明提供了一种双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台的控制方法，其中，该精密压电粘滑旋转平台采用两个d模式的压电堆叠作为驱动源，其控制方法的组合电信号含有两种激励电信号，向压电堆叠Ⅰ施加激励电信号a，同时向压电堆叠Ⅱ施加激励电信号b，其中，激励电信号a为矩形波电信号，激励电信号b为锯齿波电信号，其锯齿波电信号对称性为S，S的取值范围为51~99%，并且矩形波电信号的作用时段对应锯齿波电信号的快速下降沿时段。
本发明的有益效果：
本发明采用双压电堆叠在组合电信号激励下的耦合致动，利用其中一个压电堆叠与中空型驱动梁Ⅰ配合，利用驱动梁Ⅰ的轴向刚度分布不均使压电堆叠的轴向变形转换为驱动球头Ⅰ的侧向变形以实现侧向位移模式转换输出，从而实现旋转平台的旋转驱动及摩擦力的综合调控，并在回退阶段向另一个压电堆叠施加矩形波电信号，以增大驱动铰链定子恢复变形过程中的正压力，以减小该旋转平台的位移回退量，增强旋转平台正向驱动效果，提高旋转平台的输出效率；并且通过转盘组件与基座组件接触，将旋转平台的轴向承载力全部传递到基座组件上，增大了旋转平台的负载容量；并且通过预紧调节机构与基座组件的螺纹连接，以实现预紧调节机构对驱动组件预紧力的调控，同时，传动轴套中轴套斜面的设计提高了预紧力调节精度，在不同工况下，平台可实现对驱动组件正压力大小的精确调节，有效的提升了旋转平台的输出精度及环境适应性。在光学精密仪器和半导体加工等微纳精密驱动与定位领域中具有良好的发展潜力和应用价值。
附图说明
图1是双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台的整体结构爆炸示意图；
图2是双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台的整体结构装配示意图；
图3是双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台的转盘组件装配示意图；
图4是双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台的转盘结构示意图Ⅰ；
图5是双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台的转盘结构示意图Ⅱ；
图6是双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台的基座组件装配示意图；
图7是双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台的基座结构示意图Ⅰ；
图8是双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台的基座结构示意图Ⅱ；
图9是双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台的轴承上安装板结构示意图Ⅰ；
图10是双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台的轴承上安装板结构示意图Ⅱ；
图11是双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台的轴承结构示意图Ⅰ；
图12是双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台的轴承结构示意图Ⅱ；
图13是双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台的传动轴套结构示意图；
图14是双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台的传动轴套剖视图；
图15是双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台的预紧调节机构结构示意图；
图16是双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台的驱动组件装配示意图；
图17是双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台的压电堆叠Ⅰ结构示意图；
图18是双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台的压电堆叠Ⅰ结构示意图；
图19是双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台的驱动铰链定子结构示意图；
图20是双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台的驱动波形示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1~图19说明本实施方式，本实施方式提供了一种双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台的具体实施方式，其具体实施方式表述如下：
所述一种双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台由转盘组件1、基座组件2、传动轴套3、预紧调节机构4和驱动组件5，其中，所述转盘组件1置于基座组件2上，并与传动轴套3紧固连接，所述驱动组件5安装在预紧调节机构4上，并与传动轴套3相接触，所述预紧调节机构4与基座组件2螺纹连接。
所述转盘组件1由转盘安装螺栓1-1和转盘1-2组成，所述转盘1-2设有转盘安装孔1-2-1、转盘限位面1-2-2和转盘安装轴1-2-3，所述转盘安装螺栓1-1通过转盘安装孔1-2-1将转盘1-2安装固定在传动轴套3上，所述转盘限位面1-2-2分别与基座组件2和传动轴套3相接触，所述转盘安装轴1-2-3与传动轴套3相连接。
所述基座组件2设有基座2-1、轴承上安装板固定螺栓2-2、轴承上安装板2-3、轴承2-4和预紧调节螺栓2-5，所述轴承上安装板2-3通过轴承上安装板固定螺栓2-2与基座2-1连接将轴承2-4固定安装，所述预紧调节螺栓2-5穿过基座2-1与预紧调节机构4螺纹连接。
所述基座2-1设有预紧调节轨道2-1-1、轴承上安装板固定螺纹孔2-1-2、轴承安装内孔2-1-3、轴承限位面2-1-4、基座上表面2-1-5、预紧调节组件安装槽2-1-6和基座内螺纹孔2-1-7，所述预紧调节轨道2-1-1内安装有预紧调节螺栓2-5，用于预紧力调节，所述轴承上安装板固定螺纹孔2-1-2与轴承上安装板固定螺栓2-2螺纹连接，用于安装轴承上安装板2-3，所述轴承安装内孔2-1-3和轴承限位面2-1-4与轴承2-4相接触，所述基座上表面2-1-5与轴承上安装板2-3相接触，所述预紧调节组件安装槽2-1-6内安装预紧调节机构4，所述基座内螺纹孔2-1-7与预紧调节机构4螺纹连接。
所述轴承上安装板2-3设有轴承上安装板安装孔2-3-1、轴承上安装板下表面2-3-2、轴承上安装板内孔2-3-3和轴承上安装板限位面2-3-4，轴承上安装板固定螺栓2-2穿过轴承上安装板安装孔2-3-1与轴承上安装板固定螺栓2-2螺纹连接，所述轴承上安装板下表面2-3-2与基座上表面2-1-5相接触，所述轴承上安装板内孔2-3-3和轴承上安装板限位面2-3-4与轴承2-4相连接，用于紧固安装轴承2-4。
所述轴承2-4设有轴承外圈上表面2-4-1、轴承内圈2-4-2、轴承内圈上表面2-4-3、轴承外圈2-4-4、轴承外圈下表面2-4-5和轴承内圈下表面2-4-6。所述轴承外圈上表面2-4-1与轴承上安装板限位面2-3-4相接触，用于轴承2-4的轴向上限位，所说轴承内圈2-4-2与传动轴套3过渡配合，用于传递输出驱动力，所述轴承内圈上表面2-4-3与转盘限位面1-2-2相接触，用于转盘1-2的轴向下限位，所述轴承外圈2-4-4分别与轴承安装内孔2-1-3和轴承上安装板内孔2-3-3过渡配合，所述轴承外圈下表面2-4-5与轴承限位面2-1-4相接触，用于轴承2-4的轴向下限位，所述轴承内圈下表面2-4-6与传动轴套3相接触。
所述传动轴套3设有轴套限位面3-1、转盘安装螺纹孔3-2、轴套内孔3-3、轴套上表面3-4、轴套安装轴3-5和轴套斜面3-6，所述轴套限位面3-1与轴承内圈下表面2-4-6相接触，所述转盘安装螺纹孔3-2与转盘安装螺栓1-1螺纹连接，用于紧固连接转盘1-2和传动轴套3，所述轴套内孔3-3内穿过转盘安装轴1-2-3，所述轴套上表面3-4与转盘限位面1-2-2相接触，所述轴套安装轴3-5与轴承内圈2-4-2过渡配合，用于传递输出驱动力，所述轴套斜面3-6与驱动组件5相接触，与预紧调节机构4相配合，便于调节驱动组件5的预紧力，所述轴套斜面3-6的斜面角度为a，其取值范围为5~10°，本具体实施方式中，斜面角度a=10°。
所述预紧调节机构4设有预紧调节螺栓安装螺纹孔4-1、驱动组件安装螺纹孔4-2、驱动组件安装台4-3和预紧调节外螺纹轴4-4，所述预紧调节螺栓安装螺纹孔4-1与预紧调节螺栓2-5螺纹连接，所述驱动组件安装螺纹孔4-2与驱动组件5螺纹连接，所述驱动组件安装台4-3用于安装驱动组件5，所述预紧调节外螺纹轴4-4与基座内螺纹孔2-1-7螺纹连接，用于调节驱动组件5的轴向位置。
所述驱动组件5由驱动铰链定子安装螺栓5-1、压电堆叠Ⅰ5-2、驱动铰链定子5-3、压电堆叠Ⅱ5-4、驱动球头Ⅰ5-5和驱动球头Ⅱ5-6，所述驱动铰链定子安装螺栓5-1穿过驱动铰链定子5-3与驱动组件安装螺纹孔4-2螺纹连接，用于驱动铰链定子5-3的安装紧固，所述压电堆叠Ⅰ5-2两端分别与驱动铰链定子5-3和驱动球头Ⅰ5-5连接，所述压电堆叠Ⅱ5-4置于驱动铰链定子5-3内部，所述驱动球头Ⅱ5-6粘贴于驱动铰链定子5-3上。
所述压电堆叠Ⅰ5-2和压电堆叠Ⅱ5-4为不同型号的d33模式压电堆叠，可采用PI或NEC公司的产品，其中，所述压电堆叠Ⅰ5-2设有固定端面5-2-1和驱动端面5-2-2，所述驱动铰链定子5-3设有八边形梁5-3-1、圆弧形铰链Ⅰ5-3-2、长方槽5-3-3、驱动梁Ⅰ5-3-4、连接梁5-3-5、圆弧形铰链Ⅱ5-3-6、堆叠安装面5-3-7、球头安装面5-3-8、铰链安装基座5-3-9、铰链安装孔5-3-10、连接直梁5-3-11和驱动梁Ⅱ5-3-12，所述八边形梁5-3-1每个转角处均设置有一个圆弧形铰链Ⅰ5-3-2，用于增大铰链变形量，所述八边形梁5-3-1共由八个梁首尾相连，所述驱动梁Ⅰ5-3-4和驱动梁Ⅱ5-3-12间隔分布在八边形梁5-3-1四个正交梁上，两个驱动梁Ⅰ5-3-4对称分布在八边形梁5-3-1两侧梁上，两个驱动梁Ⅱ5-3-12对称分布在八边形梁5-3-1另外两侧梁上，其余四个斜梁设置有四个铰链安装基座5-3-9，所述铰链安装基座5-3-9上设有铰链安装孔5-3-10，用于安装固定驱动铰链定子5-3，所述连接梁5-3-5两侧设有连接直梁5-3-11，并连接铰链安装基座5-3-9，所述圆弧形铰链Ⅱ5-3-6连接八边形梁5-3-1和连接梁5-3-5，用于增大铰链形变量，所述驱动铰链定子安装螺栓5-1穿过铰链安装孔5-3-10并与驱动组件安装螺纹孔4-2螺纹连接，用于固定安装驱动铰链定子5-3，所述压电堆叠Ⅰ5-2的固定端面5-2-1与堆叠安装面5-3-7粘贴连接，所述驱动球头Ⅰ5-5与压电堆叠Ⅰ5-2的驱动端面5-2-2粘贴连接，所述驱动球头Ⅱ5-6与球头安装面5-3-8粘贴连接。
具体实施方式二：结合图20说明本实施方式，本实施方式提出了一种双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台控制方法的具体实施方式，其控制方法表述如下：
一种双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台采用两个d33模式的压电堆叠作为驱动源，其组合电信号具体形式如下：
本发明控制方法的组合电信号含有两种激励电信号，向压电堆叠Ⅰ5-2施加激励电信号（a），同时向压电堆叠Ⅱ5-4施加激励电信号（b），其中，激励电信号（a）为矩形波电信号，激励电信号（b）为锯齿波电信号，其锯齿波电信号对称性为S，S的取值范围为51~99%，并且矩形波电信号的作用时段对应锯齿波电信号的快速下降沿时段。
在组合电信号激励下，使压电堆叠Ⅱ5-4伸长变形，带动驱动铰链定子5-3缩放变形，并且由于驱动铰链定子5-3采用设有长方槽5-3-3的中空型驱动梁Ⅰ5-3-4，使得驱动铰链定子5-3的驱动球头Ⅱ5-6沿堆叠形变方向刚度分布不均而产生侧向位移；当压电堆叠Ⅱ5-4恢复形变时，使压电堆叠Ⅰ5-2伸长变形，结合驱动铰链定子5-3的变形，使得驱动球头Ⅰ5-5实现较大的轴向位移，其形变过程中可增大驱动球头Ⅰ5-5与传动轴套3之间接触的正压力，实现摩擦力的综合调控，进而减少由于压电堆叠Ⅱ5-4恢复形变造成的位移回退，综合提升压电粘滑直线马达机械输出特性。
综上所述，本发明采用双压电堆叠耦合致动，利用两个压电堆叠在组合电信号激励下，增大驱动铰链定子恢复变形过程中的正压力，以减小该旋转平台的位移回退量；同时，利用驱动梁Ⅰ的轴向刚度分布不均使压电堆叠的轴向变形转换为驱动球头Ⅰ的侧向变形；并且通过转盘组件与基座组件接触，将旋转平台的轴向承载力全部传递到基座组件上，增大了旋转平台的负载容量；通过预紧调节机构与基座组件的螺纹连接，以实现预紧调节机构对驱动组件预紧力的调控。
Claims (9)
1.一种双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台，其特征在于，该精密压电粘滑旋转平台由转盘组件（1）、基座组件（2）、传动轴套（3）、预紧调节机构（4）和驱动组件（5），其中，所述转盘组件（1）置于基座组件（2）上，并与传动轴套（3）紧固连接，所述驱动组件（5）安装在预紧调节机构（4）上，并与传动轴套（3）相接触，所述预紧调节机构（4）与基座组件（2）螺纹连接。
2.根据权利要求1所述一种双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台，其特征在于，所述转盘组件（1）由转盘安装螺栓（1-1）和转盘（1-2）组成，所述转盘（1-2）设有转盘安装孔（1-2-1）、转盘限位面（1-2-2）和转盘安装轴（1-2-3），所述转盘安装螺栓（1-1）通过转盘安装孔（1-2-1）将转盘（1-2）安装固定在传动轴套（3）上，所述转盘限位面（1-2-2）分别与基座组件（2）和传动轴套（3）相接触，所述转盘安装轴（1-2-3）与传动轴套（3）相连接。
3.根据权利要求1所述一种双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台，其特征在于，所述基座组件（2）设有基座（2-1）、轴承上安装板固定螺栓（2-2）、轴承上安装板（2-3）、轴承（2-4）和预紧调节螺栓（2-5），所述轴承上安装板（2-3）通过轴承上安装板固定螺栓（2-2）与基座（2-1）连接将轴承（2-4）固定安装，所述预紧调节螺栓（2-5）穿过基座（2-1）与预紧调节机构（4）螺纹连接。
4.根据权利要求1所述一种双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台，其特征在于，所述基座（2-1）设有预紧调节轨道（2-1-1）、轴承上安装板固定螺纹孔（2-1-2）、轴承安装内孔（2-1-3）、轴承限位面（2-1-4）、基座上表面（2-1-5）、预紧调节组件安装槽（2-1-6）和基座内螺纹孔（2-1-7），所述预紧调节轨道（2-1-1）内安装有预紧调节螺栓（2-5），所述轴承上安装板固定螺纹孔（2-1-2）与轴承上安装板固定螺栓（2-2）螺纹连接，安装轴承上安装板（2-3），所述轴承安装内孔（2-1-3）和轴承限位面（2-1-4）与轴承（2-4）相接触，所述基座上表面（2-1-5）与轴承上安装板（2-3）相接触，所述预紧调节组件安装槽（2-1-6）内安装预紧调节机构（4），所述基座内螺纹孔（2-1-7）与预紧调节机构（4）螺纹连接，所述轴承上安装板（2-3）设有轴承上安装板安装孔（2-3-1）、轴承上安装板下表面（2-3-2）、轴承上安装板内孔（2-3-3）和轴承上安装板限位面（2-3-4），轴承上安装板固定螺栓（2-2）穿过轴承上安装板安装孔（2-3-1）与轴承上安装板固定螺栓（2-2）螺纹连接，所述轴承上安装板下表面（2-3-2）与基座上表面（2-1-5）相接触，所述轴承上安装板内孔（2-3-3）和轴承上安装板限位面（2-3-4）与轴承（2-4）相连接，紧固安装轴承（2-4），所述轴承（2-4）设有轴承外圈上表面（2-4-1）、轴承内圈（2-4-2）、轴承内圈上表面（2-4-3）、轴承外圈（2-4-4）、轴承外圈下表面（2-4-5）和轴承内圈下表面（2-4-6）；所述轴承外圈上表面（2-4-1）与轴承上安装板限位面（2-3-4）相接触，所说轴承内圈（2-4-2）与传动轴套（3）过渡配合，所述轴承内圈上表面（2-4-3）与转盘限位面（1-2-2）相接触，所述轴承外圈（2-4-4）分别与轴承安装内孔（2-1-3）和轴承上安装板内孔（2-3-3）过渡配合，所述轴承外圈下表面（2-4-5）与轴承限位面（2-1-4）相接触，所述轴承内圈下表面（2-4-6）与传动轴套（3）相接触。
5.根据权利要求1所述一种双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台，其特征在于，所述传动轴套（3）设有轴套限位面（3-1）、转盘安装螺纹孔（3-2）、轴套内孔（3-3）、轴套上表面（3-4）、轴套安装轴（3-5）和轴套斜面（3-6），所述轴套限位面（3-1）与轴承内圈下表面（2-4-6）相接触，所述转盘安装螺纹孔（3-2）与转盘安装螺栓（1-1）螺纹连接，紧固连接转盘（1-2）和传动轴套（3），所述轴套内孔（3-3）内穿过转盘安装轴（1-2-3），所述轴套上表面（3-4）与转盘限位面（1-2-2）相接触，所述轴套安装轴（3-5）与轴承内圈（2-4-2）过渡配合，所述轴套斜面（3-6）与驱动组件（5）相接触。
6.根据权利要求1所述一种双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台，其特征在于，所述预紧调节机构（4）设有预紧调节螺栓安装螺纹孔（4-1）、驱动组件安装螺纹孔（4-2）、驱动组件安装台（4-3）和预紧调节外螺纹轴（4-4），所述预紧调节螺栓安装螺纹孔（4-1）与预紧调节螺栓（2-5）螺纹连接，所述驱动组件安装螺纹孔（4-2）与驱动组件（5）螺纹连接，所述驱动组件安装台（4-3）用于安装驱动组件（5），所述预紧调节外螺纹轴（4-4）与基座内螺纹孔（2-1-7）螺纹连接。
7.根据权利要求1所述一种双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台，其特征在于，所述驱动组件（5）由驱动铰链定子安装螺栓（5-1）、压电堆叠Ⅰ（5-2）、驱动铰链定子（5-3）、压电堆叠Ⅱ（5-4）、驱动球头Ⅰ（5-5）和驱动球头Ⅱ（5-6），所述驱动铰链定子安装螺栓（5-1）穿过驱动铰链定子（5-3）与驱动组件安装螺纹孔（4-2）螺纹连接，安装紧固驱动铰链定子（5-3），所述压电堆叠Ⅰ（5-2）两端分别与驱动铰链定子（5-3）和驱动球头Ⅰ（5-5）连接，所述压电堆叠Ⅱ（5-4）置于驱动铰链定子（5-3）内部，所述驱动球头Ⅱ（5-6）粘贴于驱动铰链定子（5-3）上。
8.根据权利要求1所述一种双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台，其特征在于，所述压电堆叠Ⅰ（5-2）设有固定端面（5-2-1）和驱动端面（5-2-2），所述驱动铰链定子（5-3）设有八边形梁（5-3-1）、圆弧形铰链Ⅰ（5-3-2）、长方槽（5-3-3）、驱动梁Ⅰ（5-3-4）、连接梁（5-3-5）、圆弧形铰链Ⅱ（5-3-6）、堆叠安装面（5-3-7）、球头安装面（5-3-8）、铰链安装基座（5-3-9）、铰链安装孔（5-3-10）、连接直梁（5-3-11）和驱动梁Ⅱ（5-3-12），所述八边形梁（5-3-1）每个转角处均设置有一个圆弧形铰链Ⅰ（5-3-2），所述八边形梁（5-3-1）共由八个梁首尾相连，所述驱动梁Ⅰ（5-3-4）和驱动梁Ⅱ（5-3-12）间隔分布在八边形梁（5-3-1）四个正交梁上，两个驱动梁Ⅰ（5-3-4）对称分布在八边形梁（5-3-1）两侧梁上，两个驱动梁Ⅱ（5-3-12）对称分布在八边形梁（5-3-1）另外两侧梁上，其余四个斜梁设置有四个铰链安装基座（5-3-9），所述铰链安装基座（5-3-9）上设有铰链安装孔（5-3-10），安装固定驱动铰链定子（5-3），所述连接梁（5-3-5）两侧设有连接直梁（5-3-11），并连接铰链安装基座（5-3-9），所述圆弧形铰链Ⅱ（5-3-6）连接八边形梁（5-3-1）和连接梁（5-3-5），所述驱动铰链定子安装螺栓（5-1）穿过铰链安装孔（5-3-10）并与驱动组件安装螺纹孔（4-2）螺纹连接，固定安装驱动铰链定子（5-3），所述压电堆叠Ⅰ（5-2）的固定端面（5-2-1）与堆叠安装面（5-3-7）粘贴连接，所述驱动球头Ⅰ（5-5）与压电堆叠Ⅰ（5-2）的驱动端面（5-2-2）粘贴连接，所述驱动球头Ⅱ（5-6）与球头安装面（5-3-8）粘贴连接。
9.一种应用于上述权利要求1的双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台的控制方法，其特征在于，一种双堆叠耦合致动型精密压电粘滑旋转平台采用两个d33模式的压电堆叠作为驱动源，其控制方法的组合电信号含有两种激励电信号，向压电堆叠Ⅰ（5-2）施加激励电信号（a），同时向压电堆叠Ⅱ（5-4）施加激励电信号（b），其中，激励电信号（a）为矩形波电信号，激励电信号（b）为锯齿波电信号，其锯齿波电信号对称性为S，S的取值范围为51~99%，并且矩形波电信号的作用时段对应锯齿波电信号的快速下降沿时段。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US11626815B2 (en) | 2019-10-23 | 2023-04-11 | Guangdong University Of Technology | High-precision rigid-flexible coupling rotating platform and control method thereof |
Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN110611453A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-12-24 | 长春工业大学 | 高负载容量精密压电旋转平台及其驱动定位方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11626815B2 (en) | 2019-10-23 | 2023-04-11 | Guangdong University Of Technology | High-precision rigid-flexible coupling rotating platform and control method thereof |
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