CN209925540U - 精密进给执行器与平台 - Google Patents

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CN209925540U CN201920169193.1U CN201920169193U CN209925540U CN 209925540 U CN209925540 U CN 209925540U CN 201920169193 U CN201920169193 U CN 201920169193U CN 209925540 U CN209925540 U CN 209925540U
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杨斌堂
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Nanjing Lingji Yidong Driving Technology Co Ltd
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Nanjing Lingji Yidong Driving Technology Co Ltd
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Abstract

本实用新型提供了一种精密进给执行器,包含第一作动件与第二作动件;所述第一作动件配设有动力结构,动力结构驱动第一作动件在第一位置与第二位置这两个位置之间运动;第一作动件沿第一位置向第二位置运动的速度大于、小于或等于第一作动件沿第二位置向第一位置运动的速度;第一作动件在第一位置与第二位置之间运动时,第二作动件与第一作动件始终接触;或者,第二作动件与第一作动件始终不接触;或者,第二作动件与第一作动件之间存在接触状态与不接触状态的转换。本实用新型通过动静摩擦的转换或电磁力的作用实现进给驱动,具有传动力矩大、行程精密、自锁性好、抗外部干扰能力强的优点。

Description

精密进给执行器与平台
技术领域
本实用新型涉及驱动设备领域,具体地,涉及一种精密进给执行器与平台。
背景技术
瞄准对准、定向定点、精密电机等驱动执行系统的应用中,对驱动过程的精密要求较高,同时还需要具备较高的锁死稳定性,使得系统在受到外部较大作用力或不稳定冲击下不会移动。而现有技术多为对精密调节机构的设计或改进,在保证锁死稳定性的功能上仍存在较大缺陷。现有技术中,例如专利文献CN208112485U提供的杆式直线电机,对这类驱动执行系统或装置额外附加可控箝位锁死机构,但增加了部件,并且需要信号控制。
精密驱动系统往往存在以下问题:驱动精确单驱动位移很小,需要执行定位移动的速度很慢,不适合实际应用需要;或者精密定位系统其最小位移分辨率已经达到极限不能够更小位移分辨率呈现运动,而不适合超精密运动功能要求;或者驱动执行系统需要一直工作而耗电,直接驱动位移不稳定。
实用新型内容
针对现有技术中的缺陷,本实用新型的目的是提供一种精密进给执行器与平台。
根据本实用新型提供的精密进给执行器,包含第一作动件与第二作动件;
所述第一作动件配设有动力结构,动力结构驱动第一作动件在第一位置与第二位置这两个位置之间运动;第一作动件沿第一位置向第二位置运动的速度大于、小于或等于第一作动件沿第二位置向第一位置运动的速度;
第一作动件在第一位置与第二位置之间运动时,第二作动件与第一作动件始终接触;或者,第二作动件与第一作动件始终不接触;或者,第二作动件与第一作动件之间存在接触状态与不接触状态的转换;
第一作动件至少在从第一位置向第二位置运动时,驱动第二作动件运动。
优选地,第一作动件包含第一回转部、第一驱动部以及第一作动主体部;第一回转部转动安装在设置的第一回转轴上,所述动力结构安装至第一驱动部上;
所述第二作动件包含第二作动主体部与第二回转轴;
第一作动主体部在与第二作动主体部之间进行力作用的部位形成传动部。
优选地,传动部包含平滑表面或具有增力凸起;
所述第一作动主体部中设置有回转腔,第二作动主体部转动安装至回转腔中;或者,
第一作动主体部中设置有回转腔,第二作动主体部滚动安装至回转腔中;或者,
所述第二作动件位于第一作动主体部的径向外侧,第一作动主体部与第二作动主体部外切。
优选地,第二作动主体部上紧固连接有输出件;或者,
第二作动主体部与第二回转轴周向固定连接,第二回转轴直接形成输出件;或者,
第二作动主体部与第二回转轴螺纹连接,第二回转轴直接形成输出件;或者,
第二作动主体部与第二回转轴一体成型共同形成输出件。
优选地,第二回转轴安装至设置的支撑外壳上,所述支撑外壳内部形成防护空间,第一作动主体部与第二作动主体部均安装在防护空间中;
支撑壳体上还设置有压紧装置与复位弹性件;压紧装置连接至第一作动主体部或第二作动主体部上;复位弹性件与第一作动件相连;
所述动力结构包含以下任一种或任多种结构:压电材料件、磁致形变件、温度敏感材料件、记忆合金件、直线电机。
优选地,所述动力结构包含吸斥驱动结构,所述第一驱动部包含第一吸斥件;
所述第一吸斥件包含第一铁磁体、第一永磁体、第一电磁体或第一电荷体。
优选地,第一作动主体部在径向方向上形成有第一端部、第二端部;
第一作动主体部包含第一作动吸斥元件,第二作动主体部包含第二作动吸斥元件;
多个第一作动吸斥元件分别安装在第一端部、第二端部上。
优选地,第一作动吸斥元件包含第一作动磁体,第二作动吸斥元件包含第二作动磁体,通过磁场力实现第一作动件对第二作动件的驱动;或者,
第一作动吸斥元件包含第一电荷载体,第二作动吸斥元件包含第二电荷载体,通过电场力实现第一作动件对第二作动件的驱动。
优选地,所述第一作动件包含第一夹持部与第二夹持部,第一夹持部与第二夹持部铰接;
动力结构驱动第二夹持部在第一位置与第二位置这两个位置之间运动。
本实用新型还提供了一种精密进给平台,包含功能组件与上述的精密进给执行器,功能组件连接至第二作动件上。
与现有技术相比,本实用新型具有如下的有益效果:
1、本实用新型通过动静摩擦的转换或电磁力的作用实现进给驱动,具有传动力矩大、行程精密、自锁性好、抗外部干扰能力强的优点。
2、本实用新型中第一作动件形成以第一回转轴为转动中心的杠杆结构,通过调节第一回转轴与动力机构的位置,可以选择进行力矩放大或转动输出的放大。
3、本实用新型中最终的输出结构可以根据需要进行选择,实现例如转动输出、直线位移输出等,在经过第一作动件与第二作动件之间的精密进给后,输出结构可以对该精密进给进行运动放大或者进一步精密化。
4、作动件之间采用非接触的电磁式驱动,避免了摩擦损耗,有效提供了传动效率;此外,结合吸斥驱动结构,实现双重运动激励,进而能进一步提高运动输出频率与效率。
5、通过压紧装置、复位弹性件等结构的设置,进一步提供了工作稳定性。
6、本实用新型中由于同时具有第一位置与左右两个第二位置,第二作动件可以在第一位置左侧部分或者右侧部分被顺时针驱动或被逆时针驱动,驱动形式的选择更加多样。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为实施例1中精密进给执行器结构示意图;
图2为实施例2中精密进给执行器结构示意图;
图3为实施例3中精密进给执行器正向结构示意图;
图4为实施例3中精密进给执行器侧向结构示意图;
图5为实施例4中精密进给执行器正向结构示意图;
图6为实施例5中对压紧装置变化后的精密进给执行器结构示意图;
图7为实施例5中省略压紧装置后的精密进给执行器结构示意图;
图8为实施例6中电磁体的动力结构对铁磁体驱动结构示意图;
图9为实施例6中电磁体的动力结构对永磁体驱动结构示意图;
图10为实施例7中精密进给执行器结构示意图;
图11为实施例8中第一作动件通过磁场力对第二作动件驱动结构示意图;
图12为实施例8中第一作动件通过电场力对第二作动件驱动结构示意图;
图13为实施例8中双磁场激励叠加结构示意图。
图14为实施例9中精密进给执行器结构示意图;
图15为实施例10中精密进给执行器结构示意图;
图16为功能执行件为输运结构时,精密进给平台结构示意图;
图17为功能执行件为注射结构时,精密进给平台结构示意图。
图中示出:
第一作动件100 第一夹持部161 复位弹性件340
第一回转部110 第二夹持部162 支撑外壳400
第一回转轴112 第二作动件200 压紧装置410
第一驱动部120 第二作动主体部210 压紧弹簧411
第一吸斥件122 第二回转轴212 压紧块412
第一铁磁体125 输出件214 调节螺盖413
第一永磁体126 转动输出杆215 导向柱414
第一作动主体部130 螺纹输出部216 功能组件500
回转腔131 直线运动执行件218 液压系统510
传动部132 第二作动吸斥元件220 第一液压缸511
摆杆部135 第二作动磁体221 连接管道512
摆环部136 第二电荷载体222 第二液压缸513
第一作动吸斥元件140 动力结构300 功能执行件520
第一作动磁体141 压电材料件310 输运结构521
第一电荷载体142 吸斥驱动结构320 注射结构522
第一端部151 磁致形变件330 传动流体531
第二端部152 形变驱动电磁体335 功效流体532
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型,但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
基础实施例:
本实用新型提供的精密进给执行器,包含第一作动件100与第二作动件200;所述第一作动件100配设有动力结构300,动力结构300驱动第一作动件100在第一位置与第二位置这两个位置之间运动;第一作动件100沿第一位置向第二位置运动的速度大于、小于或等于第一作动件100沿第二位置向第一位置运动的速度。第一作动件100在第一位置与第二位置之间运动时,第二作动件200与第一作动件100始终接触;或者,第二作动件200与第一作动件100始终不接触;或者,第二作动件200与第一作动件100之间存在接触状态与不接触状态的转换。第一作动件100至少在从第一位置向第二位置运动时,驱动第二作动件200运动。
实际应用中,对于第一作动件100与第二作动件200之间不接触的结构,可以通过电场力或磁场力等非接触力,实现第一作动件100对第二作动件200的驱动;而对于第一作动件100与第二作动件200相互接触的结构,则可以通过推力、摩擦力等接触力,实现第一作动件100对第二作动件200的驱动。
以下对基础实施例的各个优选例进行进一步的描述。
实施例1
第一作动件100包含第一回转部110、第一驱动部120以及第一作动主体部130;第一回转部110转动安装在设置的第一回转轴112上,所述动力结构300安装至第一驱动部120上;所述第一作动主体部130对第二作动件200进行驱动。
如图1所示,本实施例中,所述第一作动主体部130中设置有回转腔131,所述第二作动件200包含第二作动主体部210与第二回转轴212,第二作动主体部210转动安装至回转腔131中,所述第二回转轴212与第二作动主体部210可以是转动连接的,也可以是周向固定连接的。在第一作动件100的横截面上,回转腔131相对第一回转轴112偏心布置,即回转腔131的几何中心与第一回转轴112的中心不在同一位置上。第二作动主体部210与回转腔131的内壁接触。动力结构300作用在第一驱动部120上,使得第一作动件100发生摆动,进而第一作动件100产生在第一位置与第二位置之间的运动。优选地,所述第二作动主体部210横截面优选为圆形,回转腔131的横截面形状则无限制,可以是圆形、椭圆形或者其他形状,只需内壁轮廓线到达第二回转轴212的径向距离存在不同即可。
定义第一作动件100的中间平衡位置为第一位置,第一作动件100发生偏摆后的位置为第二位置。第二作动主体部210始终与回转腔131内切,且在第一作动件100摆动过程中,相切位置对应第一作动主体部130的厚度发生变化。第二回转轴212在径向上的位置是固定的,进而第一作动主体部130与第二作动主体部210之间会产生摩擦力。当第一作动件100缓慢从第一位置运动到第二位置的过程中,所述摩擦力近似于静摩擦,带动第二作动件200同步转动;而当第一作动件100快速从第二位置运动到第一位置时,所述摩擦力为动摩擦,此时,一方面,第二作动件200本身具有一定的转动惯性,另一方面,由于质量物体本身的惯性,第二作动件200不会产生反向转动,或者仅仅产生很小的反向转动,整体上实现单向运动。同样地,当第一作动件100快速从第一位置运动到第二位置,缓慢从第二位置运动到第一位置,将会实现第二作动件200与上述过程相反方向的转动。
进一步地,如图1所示,第一作动件100能够运动至左右两个第二位置(为便于说明,以后文中提到的摆杆部135的左右为准),这样使得对第二作动件200的正反向驱动的选择更加多样,这是现有技术无法实现的。具体地,例如实际应用中需要第二作动件200顺时针转动,可以通过两种方式实现:一是第一作动件100从第一位置缓慢运动至左侧的第二位置,然后快速运动返回至第一位置;二是第一作动件100从右侧的第二位置缓慢运动至第一位置,然后快速运动返回右侧的第二位置。同理,第二作动件200的逆时针转动也具有两种方式。
第二作动主体部210上紧固连接有输出件214,或者,当第二作动主体部210与第二回转轴212周向固定连接时,第二回转轴212直接形成输出件214。当第二回转轴212形成输出件214时,输出件214转动安装在设置的支撑外壳400上,所述支撑外壳400内部形成防护空间,第一作动主体部130与第二作动主体部210均安装在防护空间中。由于第一作动主体部130与第二作动主体部210之间始终具有接触,之间的静摩擦力能够形成自锁力,防止输出件214在外部干扰下发生转动。进一步地,为增大第一作动主体部130与第二作动主体部210之间的相互压紧力,在支撑壳体上还设置有压紧装置410,所述压紧装置410用于增大第一作动主体部130与第二作动主体部210之间的压力;压紧装置410优选为弹性结构,通过弹力实现压紧效果。
本实施例中,在第一作动件100的长度延伸方向上,动力结构300、第一回转轴112以及第二回转轴212的相对位置可根据实际需求进行选择。如图1所示,第一作动主体部130在与第二作动主体部210之间进行力作用的部位形成传动部132,第一作动件100实际形成一个以第一回转轴112为转动中心的杠杆结构,传动部132、第一驱动部120分别形成两个受力点,传动部132对应力臂长度大于、等于或小于第一驱动部120对应力臂;传动部132、第一驱动部120分别位于第一回转轴112沿径向的两侧,或者均位于第一回转轴112沿径向的同一侧。通过上述的结构,可以实现转矩放大或位移放大、运动换向或保持同向等技术效果。进一步优选地,所述第一作动主体部130包含一体成型或紧固连接的摆杆部135与摆环部136,第一回转部110或第一驱动部120位于摆杆部135或摆环部136上。
所述传动部132包含平滑表面或具有增力凸起,所述增力凸起优选为螺纹结构。当采用螺纹结构时,输出件214上设置有相匹配的螺纹进行啮合式接触,进而能够214增加摩擦力,且有利于提高传动稳定性并提高自锁能力。当第二作动主体部210与第二回转轴212之间螺纹连接,或者,第二作动件200整体为螺纹杆时,还能通过螺纹啮合形成沿轴向的自身运动输出结构。当传动部132采用平滑表面时,输出件214则能够输出转动,且在第一作动件100由第二位置运动到第一位置的过程中,第二作动件200不会产生或产生较小的反向转动,输出件214的输出持续性更好。当然,优选地,所述增力凸起也可以是仅仅是用于提高传动导向性,或者调节传动部132摩擦系数的结构,例如,传动部132对应的接触面上设置有导槽,例如环形导槽、轴向导槽、T形导槽、V形导槽等等,增力凸起即相对导槽凹下去部分相对的凸起部分。
本实施例中,所述动力结构300包含压电材料件310,通过通断电或电压变化使得压电材料件310长度发生变化,进行驱动第一作动件100发生摆动。优选地,第一作动件100还通过复位弹性件340连接至支撑外壳400上,复位弹性件340与压电材料件310匹配设置。压电材料件310的变形频率与幅度均会影响到第二作动件200最终的转速。
进一步优选地,所述回转腔131的形状还可以是球形的,并且沿贯穿第一作动主体部130的径向端面,所述第二作动主体部210安装在回转腔131内形成类似球铰的结构,第二作动主体部210滚动安装在回转腔131中。此时,第一作动件100设计成能够在多个平面上进行摆动的结构,从而实现输出件214在多个方向上的运动输出。
实施例2
本实施例是对实施例1的结构变化例。如图2所示,所述第二作动件200位于第一作动主体部130的径向外侧,第一作动主体部130与第二作动主体部210外切;外切状态可以是点接触、线接触,也可以是面接触。所述第一作动主体部130中设置有回转腔131或者第一作动主体部130为实心结构:当第一作动主体部130中设置回转腔131时,随着第一作动件100的摆动,第一作动主体部130在与第二作动主体部210接触位置的厚度与挤压力,或者,弹性力与基于弹性变形产生的接触面,也就是传动部132的厚度与挤压力,或者,弹性力与基于弹性变形产生的接触面发生变化。本实施例与实施例1的工作原理相似,当第一作动件100转动时,通过动静摩擦的切换以及传动部132厚度的变化,实现对第二作动件200的驱动;差别在于,静摩擦阶段,实施例1中两个作动件转动方向一致,本实施例中两个作动件转动方向相反。第一作动主体部130与第二作动主体部210通过面接触时,第一作动主体部130发生变形而产生凹陷,对第二作动主体部210形成半包着的状态,该状态下虽然存在类似内切的外形,但是由于两个作动件转动方向相反,实质上还是外切形式的一种。
同样地,本实施例中也具有左右两个第二位置,第二作动件200可以在第一位置左侧部分或者右侧部分被顺时针驱动或被逆时针驱动。也就是说,沿第一位置到第二位置再回到第一位置的过程中,第一作动件100的运动速度先快后慢,先慢后快,均能够实现对第二作动件200在顺时针或逆时针方向上的转动驱动。
当第一作动主体部130为实心结构时,传动部132的厚度与抗变形能力强弱保持不变,如果第一作动主体部130采用刚性材料,则要求第一作动主体部130的外轮廓曲率存在变化或者是偏心布置,而非通过第一作动主体部130的变形去适应两个作动件之间压力的变化。此外,第一作动主体部130采用刚性的实心结构时,第一作动件100只能在很小的角度范围内对第二作动件200进行驱动,原因在于:当两个作动件接触不充分时,无法形成足够的压力来实现静摩擦传动;当两个作动件充分接触时,则由于抗变形能力过强不能产生足够的适应变形,进而被卡死无法继续转动。因此,第一作动主体部130为实心结构时优选为弹性材料件,而第一作动主体部130中存在回转腔131时则可采用弹性材料件或刚性材料件。
实施例3
本实施例中是对实施例1的结构的进一步拓展。如图3、图4所示,第二作动主体部210与第二回转轴212周向固定连接,第二回转轴212直接形成输出件214,且输出件214转动安装在设置的支撑外壳400上。所述输出件214包含转动输出杆215,精密进给执行器实际形成将摆动输入转化成转动输出的电机结构。
对本实施例提供的结构进一步变化,还能实现如下任一种输出结构:
第二作动主体部210与第二回转轴212通过螺纹啮合连接,第二回转轴212直接形成输出件214;当第二作动主体部210的轴向位置固定时,第二作动主体部210与第二回转轴212形成丝杠结构,输出件214能够输出轴向位移。
第二作动件200整体形成输出件214,例如螺纹杆;此时,第二作动件200上与第一作动主体部130接触的外螺纹形成第二作动主体部210,第二作动件200径向内侧杆形部分形成第二回转轴212,第二作动主体部210与第二回转轴212一体成型。第二作动件200通过螺纹与第一作动主体部130和/或支撑外壳400啮合连接,进而输出轴向位移。
实施例4
本实施例是为实施例3的结构的进一步拓展。所述转动输出杆215配设有运动转换件。如图5所示,本实施例中,所述运动转换件包含螺纹输出部216,螺纹输出部216一体成型在转动输出杆215上,螺纹输出部216还配设有直线运动执行件218,直线运动执行件218与螺纹输出部216通过螺纹啮合连接,形成类似于丝杠的结构,将转动输出杆215的转动输出,转换成直线运动执行件218的直线位移输出。
优选地,所述运动转换件还可以例如转动转化成摆动的结构,通过第一作动件100与第二作动件200之间的运动传递,使得摆动输出角度更加精确。进一步地,所述运动转换件还可以是转速放大缩小结构(如齿轮组)、位移放大缩小结构(如液压系统)等等,通过放大结构,使得在具有精密进给的前提下放大输出,而通过缩小结构,使得进给的精密度进一步提高。
实施例5
本实施例对实施例1中的压紧装置410进行变化。如图6所示,所述压紧装置410包含压紧力可调结构,压紧力可调结构包含压紧弹簧411与压紧块412,压紧弹簧411相对变形的两端中,一端连接至压紧块412上,另一端连接至设置的调节螺盖413上,调节螺盖413安装支撑外壳400上,通过转动调整调节柱的插入深度,进而调节压紧装置410的初始压紧力。优选地,调节螺盖413上还设置有导向柱414,压紧弹簧411套接在导向柱414上。
如图7所示,进一步优选地,还可以省略压紧装置410,仅通过第一作动主体部130与第二作动主体部210两者之间的压力获取用于驱动的静摩擦。这种设计相对来说,具有结构简单,成本低,装配容易的优势;此外,第二作动件200的位置设计更加自由,即第二作动主体部210与回转腔131的内切位置可以是回转腔131沿周向上的任意位置,而非限制在压紧装置410安装的周向位置上;但是在自锁能力上稍微有所降低。
实施例6
本实施例对实施例1中的动力结构300与第一驱动部120进行了变化。所述动力结构300包含吸斥驱动结构320,所述第一驱动部120包含第一吸斥件122,通过对吸斥驱动结构320的通断电、输入特定波形电压或者充入电荷,实现对第一吸斥件122运动的激励。以下对本实施例中几种可行方案进行说明,在不冲突的情况下,不同方案中的技术特征可以任意组合。
如图8所示,所述第一吸斥件122包含第一铁磁体125,吸斥驱动结构320包含电磁结构,多个吸斥驱动结构320分别安装在第一铁磁体125摆动方向的两端。左侧吸斥驱动结构320通电,右侧吸斥驱动结构320断电,此时左侧吸斥驱动结构320对第一铁磁体125进行吸引,第一作动件100向顺时针摆动;左侧吸斥驱动结构320断电,右侧吸斥驱动结构320通电,第一作动件100逆时针摆动。当然,左侧吸斥驱动结构320与右侧吸斥驱动结构320中也可以同时通电,当两者的输入电压存在大小差异时,仍然能驱动第一作动件100进行转动,这样设计的优势在于,可以对第一作动件100的转速进行控制,同时还能调节第一作动件100的运动阻尼,提高工作稳定性。
如图9所示,所述第一吸斥件122包含第一永磁体126,所述吸斥驱动结构320包含电磁线圈,通过对电磁线圈通断电或者输入电压波形的变化,实现对第一永磁体126在特定方向上的驱动。
此外,所述第一吸斥件122还可以包含第一电磁体,此时,所述吸斥驱动结构320可以同为电磁体,也可以是永磁体。
进一步地,所述第一吸斥件122还可以包含第一电荷体,吸斥驱动结构320也为充入了电荷的电荷载体,通过电场力实现驱动。
实施例7
本实施例对上述实施例中的第一作动主体部130与第二作动主体部210之间的传动结构进行了变化。如图10所示,所述第一作动主体部130上设置有回转腔131与第一作动磁体141,所述第二作动主体部210包含第二作动磁体221,多个第一作动磁体141分布在第二作动磁体221沿径向方向的两端。当第一作动件100位于第一位置时,第一作动磁体141与第二作动磁体221的作用力相互平衡,而第一作动件100从第一位置朝第二位置运动时,磁场力的平衡被打破,此时,第一作动主体部130除了通过静摩擦对第二作动主体部210进行驱动外,还有磁场力对第二作动主体部210进行驱动,从而增大输出力,提高输出效率,同时有效防止第一作动件100返回第一位置的过程中,第二作动件200发生反向转动。
优选地,所述第二作动磁体221的N-S极延伸方向为沿第二作动主体部210的径向方向,第二作动磁体221可以是一整块磁体,也可以是多个永磁体沿周向布置的。
实施例8
本实施例对实施例7的结构进行了变化。本实施例中,第一作动主体部130与第二作动主体部210并不直接接触,第一作动主体部130在径向方向上形成有第一端部151、第二端部152;第一作动主体部130包含第一作动吸斥元件140,第二作动主体部210包含第二作动吸斥元件220,多个第一作动吸斥元件140分别安装在第一端部151、第二端部152上。优选地,如图11、图12所示,所述回转腔131贯穿第一作动主体部130的径向端面,第一端部151、第二端部152分别位于第一作动主体部130周向轮廓上在回转腔131处断开位置的两端,第二作动主体部210转动安装在回转腔131中。当然,优选地,所述回转腔131也可以整体位于第一作动主体部130径向端面之内的,只需要第一作动吸斥元件140与第二作动主体部210之间的距离能够随着第一作动件100的摆动发生变化即可,例如在回转腔131中设置一个椭圆状的环形磁体。相对于第一作动主体部130与第二作动主体部210直接接触的结构,本实施例提供的结构中避免了摩擦阻力,第一作动件100在单一行程中对第二作动件200驱动的角度行程更大,同时也能有效避免第二作动件200发生反向转动,但是缺点在于缺少刚性自锁,抵抗外部干扰的能力较差。
如图11所示,第一作动吸斥元件140包含上述的第一作动磁体141,第二作动吸斥元件220包含第二作动磁体221,通过磁场力实现第一作动件100对第二作动件200的驱动。
如图12所示,第一作动吸斥元件140包含第一电荷载体142,第二作动吸斥元件220包含第二电荷载体222,通过电场力实现第一作动件100对第二作动件200的驱动。优选地,第一电荷载体142与第二电荷载体222之间设置有绝缘膜,防止接触时发生电荷中和;当然,实际应用中,两者直接可能发生接触的部分均带有同极性的电荷,此时也就无需设置上述的绝缘膜。对于第二电荷载体222,可以是一个整体,充入单一极性的电荷;也可以采用电极板对的形式,所述电极板对优选为圆环嵌套,也可以是多个电极板对沿周向进行布置的。
如图13所示,本实施例中还可以结合实施例6中所述的吸斥驱动结构320,结合作动电磁件的应用,可以进行运动激励的叠加,有利提高输出频率与效率。
实施例9
本实施例对上述实施例中的第一作动件100的结构进行了变化。如图14所示,所述第一作动件100包含第一夹持部161与第二夹持部162,第一夹持部161与第二夹持部162铰接,其中第一夹持部161固接,例如固定连接至支撑外壳400或者安装面上,动力结构300驱动第二夹持部162摆动,进而实现对第二作动件200的驱动。该结构的优势在于,能够通过固定的第一夹持部161实现对第二作动件200的锁定,提高传动过程的稳定性以及抗外部干扰的能力。
实施例10
本实施例对实施例1中动力结构300进行了变化。所述动力结构300包含以下任一种或任多种结构:磁致形变件330、温度敏感材料件、记忆合金件、直线电机。如图15所示,所述磁致形变件330配设了相应的形变驱动电磁体335。另外,对于复位弹性件340,可以与动力结构300布置在同侧或者不同侧。
本实用新型还提供了一种精密进给平台,包含功能组件500与上述的精密进给执行器,功能组件500连接至第二作动件200上,具体地,连接至精密进给执行器所包含的输出件214上。
如图16、图17所示,输出件214包含转动输出杆215,转动输出杆215配设有直线运动执行件218,所述功能组件500包含液压系统510与功能执行件520,液压系统510包含第一液压缸511、连接管道512以及第二液压缸513;直线运动执行件218、第一液压缸511、连接管道512、第二液压缸513、功能执行件520依次连接。
第一液压缸511的活塞直径大于、等于或小于第二液压缸513的活塞直径。当第一液压缸511的活塞直径大于第二液压缸513的活塞直径时,能够在第一作动件100与第二作动件200之间精密传动的基础上,实现输出位移的放大;当第一液压缸511的活塞直径小于第二液压缸513的活塞直径时,能够进一步提高位移输出的精密度;当第一液压缸511的活塞直径等于第二液压缸513的活塞直径时,能够将位移输出传递至其他位置或方向上。优选地,所述第一液压缸511、连接管道512以及第二液压缸513还可以采用双活塞液压缸来代替,但是功能执行件520位置的选择与输出方向的选择将存在局限。
优选地,所述功能执行件520包含输运结构521或注射结构522。如图17所示,对于注射结构522,液压缸内部液体形成传动流体531、注射结构522内部液体形成功效流体532,通过精密进给执行器,能够准确地控制注射或吸取的液体的量。优选地,所述液压系统510也可以替换成气压系统,但是由于气体可压缩性,传动的精度会有所降低。
以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本实用新型并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下,本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种精密进给执行器,其特征在于,包含第一作动件(100)与第二作动件(200);
所述第一作动件(100)配设有动力结构(300),动力结构(300)驱动第一作动件(100)在第一位置与第二位置这两个位置之间运动;第一作动件(100)沿第一位置向第二位置运动的速度大于、小于或等于第一作动件(100)沿第二位置向第一位置运动的速度;
第一作动件(100)在第一位置与第二位置之间运动时,第二作动件(200)与第一作动件(100)始终接触;或者,第二作动件(200)与第一作动件(100)始终不接触;或者,第二作动件(200)与第一作动件(100)之间存在接触状态与不接触状态的转换;
第一作动件(100)至少在从第一位置向第二位置运动时,驱动第二作动件(200)运动。
2.根据权利要求1所述的精密进给执行器,其特征在于,第一作动件(100)包含第一回转部(110)、第一驱动部(120)以及第一作动主体部(130);第一回转部(110)转动安装在设置的第一回转轴(112)上,所述动力结构(300)安装至第一驱动部(120)上;
所述第二作动件(200)包含第二作动主体部(210)与第二回转轴(212);
第一作动主体部(130)在与第二作动主体部(210)之间进行力作用的部位形成传动部(132)。
3.根据权利要求2所述的精密进给执行器,其特征在于,传动部(132)包含平滑表面或具有增力凸起;
所述第一作动主体部(130)中设置有回转腔(131),第二作动主体部(210)转动安装至回转腔(131)中;或者,
第一作动主体部(130)中设置有回转腔(131),第二作动主体部(210)滚动安装至回转腔(131)中;或者,
所述第二作动件(200)位于第一作动主体部(130)的径向外侧,第一作动主体部(130)与第二作动主体部(210)外切。
4.根据权利要求2所述的精密进给执行器,其特征在于,第二作动主体部(210)上紧固连接有输出件(214);或者,
第二作动主体部(210)与第二回转轴(212)周向固定连接,第二回转轴(212)直接形成输出件(214);或者,
第二作动主体部(210)与第二回转轴(212)螺纹连接,第二回转轴(212)直接形成输出件(214);或者,
第二作动主体部(210)与第二回转轴(212)一体成型共同形成输出件(214)。
5.根据权利要求2所述的精密进给执行器,其特征在于,第二回转轴(212)安装至设置的支撑外壳(400)上,所述支撑外壳(400)内部形成防护空间,第一作动主体部(130)与第二作动主体部(210)均安装在防护空间中;
支撑壳体上还设置有压紧装置(410)与复位弹性件(340);压紧装置(410)连接至第一作动主体部(130)或第二作动主体部(210)上;复位弹性件(340)与第一作动件(100)相连;
所述动力结构(300)包含以下任一种或任多种结构:压电材料件(310)、磁致形变件(330)、温度敏感材料件、记忆合金件、直线电机。
6.根据权利要求2所述的精密进给执行器,其特征在于,所述动力结构(300)包含吸斥驱动结构(320),所述第一驱动部(120)包含第一吸斥件(122);
所述第一吸斥件(122)包含第一铁磁体(125)、第一永磁体(126)、第一电磁体或第一电荷体。
7.根据权利要求2所述的精密进给执行器,其特征在于,第一作动主体部(130)在径向方向上形成有第一端部(151)、第二端部(152);
第一作动主体部(130)包含第一作动吸斥元件(140),第二作动主体部(210)包含第二作动吸斥元件(220);
多个第一作动吸斥元件(140)分别安装在第一端部(151)、第二端部(152)上。
8.根据权利要求7所述的精密进给执行器,其特征在于,第一作动吸斥元件(140)包含第一作动磁体(141),第二作动吸斥元件(220)包含第二作动磁体(221),通过磁场力实现第一作动件(100)对第二作动件(200)的驱动;或者,
第一作动吸斥元件(140)包含第一电荷载体(142),第二作动吸斥元件(220)包含第二电荷载体(222),通过电场力实现第一作动件(100)对第二作动件(200)的驱动。
9.根据权利要求1所述的精密进给执行器,其特征在于,所述第一作动件(100)包含第一夹持部(161)与第二夹持部(162),第一夹持部(161)与第二夹持部(162)铰接;
动力结构(300)驱动第二夹持部(162)在第一位置与第二位置这两个位置之间运动。
10.一种精密进给平台,其特征在于,包含功能组件(500)与权利要求1至9中任一项所述的精密进给执行器,功能组件(500)连接至第二作动件(200)上。
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