CN207150460U - 一种双蝶形定子压电直线驱动器 - Google Patents

一种双蝶形定子压电直线驱动器 Download PDF

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董景石
田大越
徐智
肖旭东
吴越
关志鹏
陈全渠
范尊强
赵宏伟
杨志刚
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Abstract

本实用新型公开了一种双蝶形定子压电直线驱动器，属于精密驱动技术领域。包括蝶形定子I(1)、蝶形定子II(2)、动子(3)、基座(4)，其中蝶形定子I(1)和蝶形定子II(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。蝶形定子I(1)和蝶形定子II(2)结构相同；向蝶形定子II(2)施加比蝶形定子I(1)滞后半个周期的正弦驱动电信号，蝶形定子I(1)和蝶形定子II(2)交替步进，驱动动子(3)运动，有效克服动子(3)回退。本实用新型优点是结构简单紧凑、行程大、精度高、负载大、有效抑制回退，可用于微纳加工、航天航空、精密光学等领域。

Description

一种双蝶形定子压电直线驱动器
技术领域
本发明公开了一种双蝶形定子压电直线驱动器，属于精密驱动技术领域。
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，都有装置复杂、行程小、精度低、负载小等缺点。
发明内容
为了实现大行程、高精度、大负载，抑制动子回退的结合，本发明公开了一种双蝶形定子压电直线驱动器。
本发明通过以下技术方案实现：
一种双蝶形定子压电直线驱动器，其特征在于：包括蝶形定子I、蝶形定子 II、动子、基座，其中蝶形定子I和蝶形定子II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；所述的蝶形定子I包括刚性固定座、蝶形振子，蝶形振子的蝶翅四端固定安装在刚性固定座上；所述的蝶形振子包括压电双晶片I、压电双晶片II、蝶形弹性基板、弧形驱动足，所述的压电双晶片I 和压电双晶片II对称粘结在蝶形弹性基板两侧；所述的弧形驱动足设置的左弧形驱动足的摩擦系数大于右弧形驱动足；蝶形定子I和蝶形定子II结构相同；向蝶形定子I施加驱动电信号，向蝶形定子II施加比蝶形定子I滞后半个周期的驱动电信号，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，蝶形定子I和蝶形定子II交替步进运动；蝶形定子I向左侧形变，其右弧形驱动足产生摩擦阻力，蝶形定子II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，驱动动子向右侧运动；蝶形定子I向右侧形变，其左弧形驱动足产生摩擦驱动力，蝶形定子II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；蝶形定子I和蝶形定子II交替步进使动子始终向右侧运动。
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I和压电双晶片II施加两个相位差T/2正弦驱动电信号，压电双晶片I 和压电双晶片II上下交替振动，使弧形驱动足与动子的接触点左右往复摆动，驱动动子向右运动。
本发明的有益效果是：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为本发明的结构示意图；
图2为本发明的蝶形定子的结构示意图；
图3为本发明的蝶形振子的结构示意图；
图4为本发明的定子工作状态图；
图5为本发明的工作原理图；
图6为本发明的蝶形定子I驱动电信号波形示意图；
图7为本发明的蝶形定子II驱动电信号波形示意图。
其中：1：蝶形定子I；1-1：刚性固定座；1-2：蝶形振子；1-2-1：压电双晶片I；1-2-2：压电双晶片II；1-2-3：蝶形弹性基板；1-2-4：弧形驱动足；1-2-4-1：左弧形驱动足；1-2-4-2：右弧形驱动足；2：蝶形定子II；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。
参见图1至图7所示，本实施方式提供了一种双蝶形定子压电直线驱动器，其特征在于：包括蝶形定子I(1)、蝶形定子II(2)、动子(3)、基座(4)，其中蝶形定子I(1)和蝶形定子II(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；所述的蝶形定子I(1)包括刚性固定座(1-1)、蝶形振子 (1-2)，蝶形振子(1-2)的蝶翅四端固定安装在刚性固定座(1-1)上；所述的蝶形振子(1-2)包括压电双晶片I(1-2-1)、压电双晶片II(1-2-2)、蝶形弹性基板(1-2-3)、弧形驱动足(1-2-4)，所述的压电双晶片I(1-2-1)和压电双晶片II(1-2-2)对称粘结在蝶形弹性基板(1-2-3)两侧；所述的弧形驱动足(1-2-4)设置的左弧形驱动足 (1-2-4-1)的摩擦系数大于右弧形驱动足(1-2-4-2)；蝶形定子I(1)和蝶形定子II(2) 结构相同；向蝶形定子I(1)施加驱动电信号，向蝶形定子II(2)施加比蝶形定子I(1) 滞后半个周期的驱动电信号，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)，蝶形定子I(1)和蝶形定子II(2)交替步进运动；蝶形定子I(1)向左侧形变，其右弧形驱动足(1-2-4-2)产生摩擦阻力，蝶形定子II(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，驱动动子(3)向右侧运动；蝶形定子I(1)向右侧形变，其左弧形驱动足(1-2-4-1)产生摩擦驱动力，蝶形定子II(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；蝶形定子I(1)和蝶形定子II(2)交替步进使动子(3)始终向右侧运动。
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I(1-2-1)和压电双晶片II(1-2-2)施加两个相位差 T/2的正弦驱动电信号，压电双晶片I(1-2-1)和压电双晶片II(1-2-2)上下交替振动，使弧形驱动足(1-2-4)与动子(3)的接触点左右往复摆动，驱动动子(3)向右运动。

Claims (2)

1.一种双蝶形定子压电直线驱动器，其特征在于：包括蝶形定子I(1)、蝶形定子II(2)、动子(3)、基座(4)，其中蝶形定子I(1)和蝶形定子II(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；所述的蝶形定子I(1)包括刚性固定座(1-1)、蝶形振子(1-2)，蝶形振子(1-2)的蝶翅四端固定安装在刚性固定座(1-1)上；所述的蝶形振子(1-2)包括压电双晶片I(1-2-1)、压电双晶片II(1-2-2)、蝶形弹性基板(1-2-3)、弧形驱动足(1-2-4)，所述的压电双晶片I(1-2-1)和压电双晶片II(1-2-2)对称粘结在蝶形弹性基板(1-2-3)两侧；所述的弧形驱动足(1-2-4)设置的左弧形驱动足(1-2-4-1)的摩擦系数大于右弧形驱动足(1-2-4-2)；蝶形定子I(1)和蝶形定子II(2)结构相同；向蝶形定子I(1)施加驱动电信号，向蝶形定子II (2)施加比蝶形定子I(1)滞后半个周期的驱动电信号，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)，蝶形定子I(1)和蝶形定子II(2)交替步进运动；蝶形定子I(1)向左侧形变，其右弧形驱动足(1-2-4-2)产生摩擦阻力，蝶形定子II(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，驱动动子(3)向右侧运动；蝶形定子I(1)向右侧形变，其左弧形驱动足(1-2-4-1)产生摩擦驱动力，蝶形定子II(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；蝶形定子I(1)和蝶形定子II(2)交替步进使动子(3)始终向右侧运动。
2.根据权利要求1所述的一种双蝶形定子压电直线驱动器，其特征在于：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I(1-2-1)和压电双晶片II(1-2-2)施加两个相位差T/2的正弦驱动电信号，压电双晶片I(1-2-1)和压电双晶片II(1-2-2)上下交替振动，使弧形驱动足(1-2-4)与动子(3)的接触点左右往复摆动，驱动动子(3)向右运动。
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