CN205490232U - 一种非对称压电双向旋转驱动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种非对称压电双向旋转驱动器，属于压电精密旋转驱动器。其组成包括：底座、轴承、旋转轴、旋转主体、指针及摩擦力调节装置。旋转轴通过角接触球轴承与底板转动连接，旋转主体与旋转轴过盈配合，摩擦力调节装置通过螺钉与旋转轴固定，承载托盘下端通过过盈配合安装有指针。摩擦力调节装置通过改变承载量来实现。旋转主体两对角处的压电双晶片需分别施加电信号，由非对称夹持的压电双晶片产生非对称的惯性力矩，配合适当的摩擦力矩，分别实现顺逆两方向的旋转。本实用新型能够实现双向旋转，采用对称方波信号驱动，驱动电路简单，整体机械结构简单，运动平稳，输出力大，输出速度大，控制方便。

Description

一种非对称压电双向旋转驱动器

技术领域

本实用新型属于压电精密驱动技术领域，涉及一种非对称压电双向旋转驱动器。

背景技术

目前的压电惯性旋转驱动器主要是利用压电元件的逆压电效应，采用非对称波形激励，形成双向非对称的惯性冲击力，与摩擦力、适当机械结构的配合，进而形成连续的定向运动。由于其体积小、分辨率高、易于控制、大行程等优点，已广泛应用于光学、电子、航空航天、超精密加工、仿生医疗等方面。

通常的压电惯性旋转驱动器可实现顺时针或逆时针的单向旋转运动，且运用压电双晶片作为驱动元件通常驱动力、运动速度较小，在实际应用中有缺陷。

目前压电惯性驱动器驱动信号常采用的非对称电信号需通过设计复杂的电路系统来实现，成本较高、不利于微型化。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种非对称压电双向旋转驱动器，能实现双向旋转，提高了其实际应用能力，本驱动器驱动力、运动速度较大；采用非对称电信号，驱动电路简单，实际应用范围更广；且运用承载式的变摩擦力装置来改变摩擦力，运行稳定可控。

本实用新型所采用的技术方案是：旋转轴6与主体块702过盈配合，第一、二、三、四压电双晶片701、704、706、709的外伸端用第一螺栓710固定两个相同的铁质量块703构成驱动臂，另一端由两片相同的夹持片，第一夹持片711和第二夹持片708通过第二螺栓707固定在L形夹持块713上，4个驱动臂关于主体块702的几何中心对称布置，并通过第三螺栓712同主体块702固定，共同构成双向旋转主体，其中压电振子距旋转轴6轴心的距离可调，托盘4中心开沉孔，通过螺钉5与旋转轴6连接，构成承载装置，旋转轴6通过与轴承1内孔的过盈配合与基板2转动连接。

所述双向旋转结构是通过在主体块702对角布置的具有非对称夹持结构的压电振子实现的。驱动臂端部L形夹持块713均朝向旋转轴6侧，压电双晶片通过第一夹持片711和第二夹持片708夹持在L形夹持块713的外侧，对角侧第一、三压电双晶片701、706和第二、四压电双晶片704、709的分别配合使用可实现顺时针或者逆时针的定向旋转运动。

所述主体块702长端侧面开有U形槽，压电双晶片振子在主体块702上的位置可通过U形槽孔来水平移动，从而改变压电振子偏置的距离，以此可以来改变输出力和输出速度。旋转轴6上端通过过盈配合安装有指针3，用于测量驱动器运动行程。

本实用新型旋转主体与旋转轴6过盈配合连接，旋转轴6通过角接触球轴承1与基板2转动连接，装配时更加方便。并且通过L形夹持块713和第一夹持片711、第二夹持片708的配合设计了可调式的夹持差结构，使驱动器能采用对称激励信号进行驱动。

本实用新型能够实现双向旋转，驱动性能好，并且克服了复杂电路系统的缺点，运用对称电信号作为驱动信号，使驱动电路简单化，运用承载式的变摩擦力装置，使摩擦力调节简便，驱动过程稳定，指针3的应用也易于测量驱动器运动行程。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的旋转主体俯视图；

图3是本实用新型的的主体块结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方案作进一步说明：

如图1所示，本实用新型是一种非对称压电双向旋转驱动器，其旋转轴6与主体块702过盈配合， 运动时共同旋转，压电双晶片的外伸端用第一螺栓710固定两个相同的铁质量块703构成驱动臂，另一端由两片相同的夹持片，第一夹持片711和第二夹持片708通过第二螺栓707固定在L形夹持块713上，4个驱动臂关于主体块702的几何中心对称布置，形成可双向旋转结构，并通过第三螺栓712同主体块702固定，共同构成旋转主体，其中压电振子距旋转轴6的距离可调。托盘4中心开沉孔，通过螺钉5与旋转轴6连接，构成承载装置。旋转轴6通过角接触球轴承1与基板2转动连接。

如图1所示，装配时，所述旋转轴6上端过盈安装有指针3，用于测量驱动器运动行程。所述托盘4几何中心开沉孔，通过螺钉5固定于旋转轴6上。可改变托盘上承载量来改变旋转轴6与角接触球轴承1之间的摩擦力，最终实现承载式的变摩擦力。

如图2所示，本实用新型在装配时，压电振子的位置通过L形夹持块713的固定位置来调节，以获得合适的驱动力和运动速度。

如图3所示，本实用新型工作时，采用两路信号，驱动器将形成双向旋转运动。当给一对旋转主体对角处的由非对称夹持机构夹持的第一、三压电双晶片701、706施加对称方波激励信号时，驱动臂在该信号下由于夹持差的存在产生非对称的惯性力矩，实现驱动器的单向旋转(逆时针旋转)；当在另一对第二、四压电双晶片704、709施加对称方波激励信号，同样由于夹持差的存在，会产生反向的非对称惯性力矩，驱动器反向旋转(顺时针旋转)。

Claims (3)

1.一种非对称压电双向旋转驱动器，其特征在于，旋转轴(6)与主体块(702)过盈配合，第一、二、三、四压电双晶片(701、704、706、709)的外伸端用第一螺栓(710)固定两个相同的铁质量块(703)构成驱动臂，另一端由两片相同的夹持片，第一夹持片(711)和第二夹持片(708)通过第二螺栓(707)固定在L形夹持块(713)上，4个驱动臂关于主体块(702)的几何中心对称布置，并通过第三螺栓(712)同主体块(702)固定，共同构成双向旋转主体，其中压电振子距旋转轴(6)轴心的距离可调，托盘(4)中心开沉孔，通过螺钉(5)与旋转轴(6)连接，构成承载装置，旋转轴(6)通过与轴承(1)内孔的过盈配合与基板(2)转动连接。

2.根据权利要求1所述的非对称压电双向旋转驱动器，其特征在于，其双向旋转结构中主体块(702)同侧两个驱动臂端部的L形夹持块(713)相对布置，使其伸出端靠内，并与第一夹持片(711)和第二夹持片(708)配合作用，旋转主体对角侧第一、三压电双晶片(701、706)和第二、四压电双晶片(704、709)的分别配合使用可实现双向旋转。

3.根据权利要求1所述的非对称压电双向旋转驱动器，其特征在于，所述主体块(702)长端侧面开有U形槽，压电双晶片振子在主体块(702)上的位置可通过U形槽孔来水平移动，从而改变压电振子偏置的距离，以此可以改变输出力和输出速度。