CN211791324U - 一种尺蠖式压电直线驱动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种尺蠖式压电直线驱动器，涉及尺蠖式驱动设备技术领域。其包括滑台、承载台、驱动组件和钳位组件。滑台与承载台滑动配合。钳位组件卡持于滑台，且能选择性地脱开滑台。驱动组件包括第一驱动装置、第一桥式放大结构和第二桥式放大结构，第一驱动装置连接于第一桥式放大结构且用于驱动第一桥式放大结构形变。第一桥式放大结构连接于第二桥式放大结构且用于带动第二桥式放大结构形变，第二桥式放大结构的一端连接于承载台，另一端连接于钳位组件并能在形变时带动钳位组件相对承载台滑动。本实用新型提供的尺蠖式压电直线驱动器能解决尺蠖式压电直线驱动器输出位移小的问题。

Description

一种尺蠖式压电直线驱动器

技术领域

本实用新型涉及尺蠖式驱动设备技术领域，具体而言，涉及一种尺蠖式压电直线驱动器。

背景技术

近年来，随着信息技术、精密测试技术的迅速发展，对具有微结构表面的大型光学器件(如微透镜阵列、微反射镜阵列、光栅)的需求不断增加。这些光学器件表面微结构的单元尺寸一般都在微米量级，而整个微结构表面尺寸却达到毫米或厘米量级。要想得到这些大型光学器件，不管是对其加工而言，还是对其加工后表面形貌的测量而言，都需要大行程、高分辨率的精密定位系统，而作为这种精密定位系统的驱动器也必须具有大行程、高分辨率。

目前，大行程、高分辨率精密定位系统的驱动方式主要有直线驱动器、直线驱动器同压电执行器相结合、新型直线驱动器等方式。直线驱动器具有较高的定位精度及响应速度，但由于摩擦以及弹性变形的存在使得它容易发热，控制复杂，且分辨率难以达到纳米级；直线驱动器同压电执行器相结合的宏微双重驱动方式兼具大行程定位技术与压电执行器微定位技术的各自优势，使整个系统具有较好的性能，但它系统冗余，使得系统结构以及控制复杂化，增加了控制系统的设计难度和复杂度；新型直线驱动器主要有磁致伸缩式直线驱动器、电致伸缩式直线驱动器、静电式直线驱动器、压电式直线驱动器，其中压电式旋转驱动器具有体积小、位移分辨率高、输出力大、响应速度快、快速运动时可忽略压电执行器迟滞非线性的影响、不发热等优点，在实际应用中更具有优势。

压电式直线驱动器按驱动原理不同又可分为超声谐振式、惯性式、尺蠖式。超声谐振式结构紧凑、体积小、重量轻，易实现小型化及轻量化，但由于用来驱动的摩擦力较小，所以输出力较小，同时因摩擦磨损严重，故效率与运动精度相对较低；惯性式原理及结构简单，可实现多自由度运动，但由于没有钳位机构，定位保持困难，输出力小；尺蠖式则克服了超声谐振式输出力小、效率与运动精度低以及惯性式输出力小、定位不稳定的缺点，具有输出力大、功率密度大、定位稳定等优点。

但目前的尺蠖式压电直线驱动器还存在以下不足：体积大、结构不紧凑；钳位机构的钳位位移或释放位移大都由压电执行器来提供，而压电执行器的输出位移往往很小，为使钳位机构能够可靠地钳位与释放，要求钳位机构各零部件要有非常高的加工及装配精度。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是如何解决尺蠖式压电直线驱动器输出位移小的问题。

为解决上述问题，本实用新型提供一种尺蠖式压电直线驱动器，包括滑台、承载台、驱动组件和钳位组件。

所述滑台与所述承载台滑动配合。

所述钳位组件卡持于所述滑台，且能选择性地脱开所述滑台。

所述驱动组件包括第一驱动装置、第一桥式放大结构和第二桥式放大结构，所述第一驱动装置连接于所述第一桥式放大结构且用于驱动所述第一桥式放大结构形变。所述第一桥式放大结构连接于所述第二桥式放大结构且用于带动所述第二桥式放大结构形变，所述第二桥式放大结构的一端连接于所述承载台，另一端连接于所述钳位组件并能在形变时带动所述钳位组件相对所述承载台滑动。

本实施例中提供的尺蠖式压电直线驱动器能通过驱动组件中设置第一桥式放大结构放大第一驱动装置的输出位移后传递至第二桥式放大结构，在第二桥式放大结构进一步对第一桥式放大结构输出的位移进行放大之后再次输出位移，能通过第一桥式放大结构和第二桥式放大结构二次放大第一驱动装置的输出位移，能解决尺蠖式压电直线驱动器输出位移小的问题。

可选地，所述第一桥式放大结构包括第一柔性连接板、两个第一连接部和两个第一刚性体。

两个所述第一连接部和两个所述第一刚性体围成四边形，且两个所述第一连接部相对设置，所述第一连接部和所述第一刚性体之间通过所述第一柔性连接板连接。

所述第一驱动装置的两端分别连接于两个所述第一刚性体，且能带动两个所述第一刚性体相互远离或者相互靠近。

两个所述第一连接部均连接于所述第二桥式放大结构且能带动所述第二桥式放大结构形变。

其中，第一刚性体、第一柔性连接板和第一连接部共同形成桥式放大结构，进而使得第一驱动装置在将位移输出至两个第一刚性体之间时，能通过上述桥式放大结构将位移放大之后传递至两个第一连接部，进而使得两个第一连接部能输出放大之后的位移，实现第一驱动装置输出位移的放大。

可选地，所述第二桥式放大结构包括第二柔性连接板、两个第二连接部和两个第二刚性体。

两个所述第二连接部和两个所述第二刚性体围成四边形，且两个所述第二连接部相对设置，所述第二连接部和所述第二刚性体之间通过所述第二柔性连接板连接。

其中一个所述第二连接部连接于所述承载台，另一个所述第二连接部连接于所述钳位组件。

两个所述第一连接部分别连接于两个所述第二刚性体且位于两个所述第二刚性体之间。

其中，第二刚性体、第二柔性连接板和第二连接部共同形成桥式放大结构，使得两个第一连接部将位移输出至两个第二刚性体上时，通过上述桥式放大结构能将位移放大之后传递至两个第二连接部，进而实现位移的放大输出。

可选地，两个所述第一连接部和两个所述第一刚性体共同形成第一平面，两个所述第二连接部和两个所述第二刚性体共同形成第二平面，所述第一平面和所述第二平面呈夹角设置。

通过上述的设置方式，能避免第一桥式放大结构中的第一柔性连接板在产生形变时对第二桥式放大结构中的第二柔性连接板产生影响，进而能保证驱动组件的可靠性。

可选地，所述第二柔性连接板延伸方向所在直线与两个所述第二刚性体的连线呈夹角设置。

能使得第一桥式放大结构在输出位移量且带动两个第二刚性体相互靠近或者相互远离时，能保证第二柔性连接板能带动两个第二连接部相互靠近或者相互远离，避免第二柔性连接板平行于两个第二刚性体造成第二柔性连接板无法传递位移的情况。

可选地，所述第一连接部和所述第一刚性体之间设置多个间隔设置的所述第一柔性连接板。

能保证第一桥式放大结构整体的强度，同时能保证第一桥式放大结构输出位移量的稳定性。

可选地，所述第一柔性连接板延伸方向所在直线与两个所述第一刚性体的连线呈夹角设置。

能使得第一驱动装置在驱动两个第一刚性体相互靠近或者相互远离时，能保证第一柔性连接板能带动两个第一连接部相互靠近或者相互远离，避免第一柔性连接板平行于两个第一刚性体造成第一柔性连接板无法传递位移的情况。

可选地，所述钳位组件包括运动台体和钳位结构，所述运动台体滑动连接于所述承载台，所述第二桥式放大结构的一端连接于所述运动台体。

所述钳位结构包括第三连接部、第二驱动装置、两个第三柔性连接板和两个钳位杆。

所述第三连接部固定连接于所述运动台体。

两个所述钳位杆分别通过两个所述第三柔性连接板连接在所述第三连接部上相对的两侧，且所述第三柔性连接板连接于所述钳位杆中部。

所述第二驱动装置的两端分别连接于两个所述钳位杆的端部，所述第二驱动装置能伸长以带动所述钳位杆的另一端相互靠近且脱开所述滑台，或者所述第二驱动装置能缩短以带动所述钳位杆的另一端相互远离且卡持于所述滑台。

能通过钳位杆和第三柔性连接板形成杠杆结构，进而能通过该杠杆结构放大第二驱动装置的输出位移，进而使得钳位杆的第二端的输出位移稳定性好，使得钳位组件非常容易地对滑台进行释放或者钳位，从而降低构成尺蠖式压电直线驱动器零部件的加工和装配精度，降低制作成本。

可选地，所述钳位杆包括连接杆和钳位部，所述第二驱动装置的两端分别连接于两个连接杆的端部，所述钳位部凸设于所述连接杆远离所述第二驱动装置的一端，并且两个所述钳位部分别位于两个所述连接杆的外侧，所述钳位部能卡持于所述滑台。

可选地，所述钳位组件为两个，所述驱动组件为两个，两个所述钳位组件设置于两个所述驱动组件之间且分别与两个所述驱动组件连接，两个所述钳位组件和两个所述驱动组件对称设置。

所述尺蠖式压电直线驱动器还包括柔性铰链，两个所述钳位组件通过所述柔性铰链连接。

通过柔性铰链连接两个钳位组件，能使得钳位组件在回位时，能通过柔性铰链提供一定的辅助作用，进而保证钳位组件回位的准确性，提高控制精度。

可选地，所述承载台上开设有安装空腔，所述钳位组件和所述驱动组件均设置于所述安装空腔内部，部分所述钳位组件伸出所述安装空腔，且能卡持于所述滑台，所述滑台设置于所述安装空腔上方。

附图说明

图1为本实用新型实施例中提供的尺蠖式压电直线驱动器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中提供的尺蠖式压电直线驱动器的局部结构示意图；

图3为本实用新型实施例中提供的尺蠖式压电直线驱动器的局部结构示意图；

图4为本实用新型实施例中提供的驱动组件的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中提供的驱动组件的局部结构示意图；

图6为本实用新型实施例中提供的第二桥式放大结构的结构示意图；

图7为本实用新型实施例中提供的钳位结构的结构示意图；

图8为本实用新型实施例中提供的滑台的结构示意图；

图9为驱动该尺蠖式压电直线驱动器的一种压电时序图。

附图标记说明：

10-尺蠖式压电直线驱动器；100-驱动组件；110-第一驱动装置；120-第一桥式放大结构；121-第一连接部；122-第一刚性体；123-第一柔性连接板；130-第二桥式放大结构；131-第二连接部；1311-连接块；1312-推动块；132-第二刚性体；133-第二柔性连接板；200-钳位组件；210-钳位结构；211-第二驱动装置；212-第三连接部；213-第三柔性连接板；214-钳位杆；2141-连接杆；2142-钳位部；220-运动台体；300-承载台；310-导轨；320-安装空腔；330-安装引脚；400-滑台；410-滑动配合部；411-滑槽；420-台主体；500-柔性铰链。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

请参阅图1，本实施例中提供了一种尺蠖式压电直线驱动器10，该尺蠖式压电直线驱动器10能解决尺蠖式压电直线驱动器10输出位移小的问题。

其中，请结合参阅图1、图2和图3，该尺蠖式压电直线驱动器10包括滑台400、承载台300、驱动组件100和钳位组件200。承载台300用于固定安装于承载平面，上述承载平面可以是地面、工作台面或者其他设备的机体上的安装平面等。并且，滑台400、驱动组件100和钳位组件200均安装在该承载台300上，进而能通过承载台300向滑台400、驱动组件100和钳位组件200提供稳定地固定支撑作用。滑台400滑动连接于承载台300上，并且能在承载台300上滑动，其中，在本实施例中，滑台400能在承载台300上沿直线运动。钳位组件200安装在承载台300上，并且钳位组件200能相对于承载台300滑动。进一步地，钳位组件200卡持于滑台400，进而使得钳位组件200在相对于承载台300滑动时带动滑台400滑动，便能实现滑台400相对于承载台300做直线运动的目的。需要说明的是，钳位组件200能选择性地脱开滑台400，以使得钳位组件200与滑台400相分离，此时钳位组件200相对于承载台300的移动不带动滑台400运动。驱动组件100连接于钳位组件200，并且驱动组件100能用于驱动钳位组件200相对于承载台300移动。其中，在本实施例中，驱动组件100能带动钳位组件200沿直线方向做往返运动。

进一步地，请参阅图4，驱动组件100包括第一驱动装置110、第一桥式放大结构120和第二桥式放大结构130，第一驱动装置110连接于第一桥式放大结构120，并且第一驱动装置110能用于驱动第一桥式放大结构120形变，第一桥式放大结构120连接于第二桥式放大结构130，且在第一桥式放大结构120产生形变时能带动第二桥式放大结构130产生形变，并且第一桥式放大结构120能将第一驱动装置110输出的位移放大，并以放大之后的位移输出。第二桥式放大结构130连接于钳位组件200并能在产生形变时带动钳位组件200相对承载台300滑动，其中，第二桥式放大结构130在第一桥式放大结构120的驱动下形变，并且第二桥式放大结构130能将第一桥式放大结构120输出的位移放大，进而以放大的位移输出。其中，在本实施例中，第一驱动装置110输出位移之后，通过第一桥式放大结构120和第二桥式放大结构130对第一驱动装置110输出的位移进行二次放大，并以放大两次的位移输出量驱动钳位组件200，进而能实现第一驱动装置110输出位移充分放大的目的，便能实现解决尺蠖式压电直线驱动器10输出位移小的问题的目的。

在本实施例中，请结合参阅图4和图5，第一桥式放大结构120包括第一柔性连接板123、两个第一连接部121和两个第一刚性体122。两个第一连接部121和两个第一刚性体122围成四边形，并且两个第一连接部121相对设置，即两个第一连接部121为于上述四边形的对角线的两端，两个第一刚性体122则位于上述四边形另一对角线的两端。第一连接部121和第一刚性体122之间通过第一柔性连接板123连接，即，第一柔性连接板123被设置为上述四边形的四个侧边，任一第一柔性连接板123的两端分别连接于一个第一连接部121和一个第一刚性体122。第一驱动装置110安装于两个第一刚性体122之间，并且第一驱动装置110的两端分别连接于两个第一刚性体122。其中，第一驱动装置110可以伸长或者缩短，进而实现带动两个第一刚性体122靠近或者远离的目的。其中，当两个第一刚性体122相互靠近时，此时通过第一柔性连接板123的带动作用，两个第一连接部121相互远离，即能实现第一驱动装置110带动第一桥式放大结构120形变的目的，并且同时，第一驱动装置110输出至两个第一刚性体122的位移能通过第一柔性连接板123传递至两个第一连接部121，此时通过第一刚性体122、第一柔性连接板123和第一连接部121形成的桥式放大结构能将第一驱动装置110输出的位移进行放大，并且第一桥式放大结构120能将放大之后的位移输出至第二桥式放大结构130。

在本实施例中，第二驱动装置211伸长并驱动两个第一刚性体122相互远离时，此时能带动两个第一连接部121相互靠近；当第二驱动装置211缩短并驱动两个第一刚性体122相互靠近时，此时能带动两个第一连接部121相互远离。通过上述方式并且能在第一桥式放大结构120将第一驱动装置110的输出位移量放大之后通过两个第一连接部121输出至第二桥式放大结构130。

需要说明的是，在本实施例中，第一驱动装置110采用释放用压电执行器，即第一驱动装置110能在电压作用下伸长，且在断电情况下缩回至原始的长度，进而能选择性地驱动两个第一刚性体122相互远离或者相互靠近。应当理解，在其他实施例中，第二驱动装置211也可以采用其他的驱动结构，例如往复电机或者曲柄结构等。

进一步地，在本实施例中，第一柔性连接板123延伸方向所在直线与两个第一刚性体122的连线呈夹角设置，能使得第一驱动装置110在驱动两个第一刚性体122相互靠近或者相互远离时，能保证第一柔性连接板123能带动两个第一连接部121相互靠近或者相互远离，避免第一柔性连接板123平行于两个第一刚性体122造成第一柔性连接板123无法传递位移的情况。可选地，在本实施例中，第一柔性连接板123的延伸方向所在直线与两个第一刚性体122连线之间形成较小锐角，进而能提高第一桥式放大结构120的放大作用，进而保证能有效地将第一驱动装置110输出的位移量进行放大。

可选地，在本实施例中，第一连接部121和第一刚性体122之间设置多个间隔设置的第一柔性连接板123，即，在本实施例中，每一个第一连接部121和每个第一刚性体122之间的第一柔性连接板123的数量为多个，且多个第一柔性连接板123间隔设置，进而保证第一桥式放大结构120整体的强度，同时能保证第一桥式放大结构120输出位移量的稳定性。可选地，在本实施例中，每个第一连接部121和每个第一刚性体122之间的第一柔性连接板123为两个，应当理解，在其他实施例中，每个第一连接部121和每个第一刚性体122之间的第一柔性连接板123的数量还可以为三个或者四个等。

请结合参阅图4和图6，第二桥式放大结构130包括第二柔性连接板133、两个第二连接部131和两个第二刚性体132。其中，两个第二连接部131和两个第二刚性体132围成四边形，且两个第二连接部131相对设置，即两个第二连接部131位于上述四边形对角线的两端，两个第二刚性体132则位于上述四边形另一对角线的两端。第二连接部131和第二刚性体132之间通过第二柔性连接板133连接，即第二柔性连接板133被设置为上述四边形的四个侧边，任一第二柔性连接板133的两端分别连接于一个第二连接部131和一个第二刚性体132。进一步地，两个第一连接部121分别连接于两个第二刚性体132且位于两个第二刚性体132之间，两个第一连接部121在第一驱动装置110的驱动作用下移动并输出位移量时，两个第一连接部121将位移量输送至两个第二刚性体132，便能带动两个第二刚性体132相互远离或者相互靠近。两个第二刚性体132在相互远离或者相互靠近时，能通过第二柔性连接板133将位移量传递至两个第二连接部131，且用于带动两个第二连接部131相互远离或者相互靠近，进而实现第一桥式放大结构120带动第二桥式放大结构130形变的目的。

需要说明的是，在本实施例中，当两个第二刚性体132相互靠近时，此时两个第二刚性体132通过第二柔性连接板133带动两个第二连接部131相互远离，即在两个第一连接部121相互靠近时，能驱动第二桥式放大结构130的两个第二连接部131相互远离。当两个第二刚性体132相互远离时，此时两个第二刚性体132通过第二柔性连接板133带动两个第二连接部131相互靠近，即在两个第一连接部121相互远离时，能驱动第二桥式放大结构130的两个第二连接部131相互靠近。其中，第一桥式放大结构120输出的位移量输出至两个第二刚性体132，此时通过第二刚性体132、第二柔性连接板133和第二连接部131共同形成的桥式放大结构将第一桥式放大结构120输出的位移量放大且通过两个第二连接部131输出。

进一步地，在本实施例中，其中一个第二连接部131连接于承载台300，另一个第二连接部131连接于钳位组件200，进而使得第二桥式放大结构130在产生形变时能通过两个第二连接部131之间相互位移实现带动钳位组件200相对承载台300滑动的目的。即，本实施例中提供的尺蠖式压电直线驱动器10中，第一驱动装置110输出的位移量能通过第一桥式放大结构120放大之后输出至第二桥式放大结构130，第二桥式放大结构130能将第一桥式放大结构120输出的位移量再次放大之后输出至钳位组件200，进而实现钳位组件200相对于承载台300的位移，能通过第一桥式放大结构120和第二桥式放大结构130的二次放大作用，实现第一驱动装置110输出位移量的放大，解决尺蠖式压电直线驱动器10输出位移小的问题。

另外，在本实施例中，第二柔性连接板133延伸方向所在直线与两个第二刚性体132的连线呈夹角设置，进而使得第一桥式放大结构120在输出位移量且带动两个第二刚性体132相互靠近或者相互远离时，能保证第二柔性连接板133能带动两个第二连接部131相互靠近或者相互远离，避免第二柔性连接板133平行于两个第二刚性体132造成第二柔性连接板133无法传递位移的情况。可选地，在本实施例中，第二柔性连接板133的延伸方向所在直线与两个第二刚性体132连线之间形成较小锐角，进而能提高第二桥式放大结构130的放大作用，进而保证能有效地将第一桥式放大结构120输出的位移量进行放大。

需要说明的是，在本实施例中，每个第二连接部131和第二刚性体132之间设置一个第二柔性连接板133，应当理解，在其他实施例中，每个第二连接部131和第二刚性体132之间设置第二柔性连接板133的数量也可以为多个，例如，两个或者三个等。

可选地，在本实施例中，第一桥式放大结构120中的两个第一连接部121和两个第一刚性体122共同形成第一平面，其中，第一平面指代的是将两个第一连接部121和两个第一刚性体122均看作一个连接点，两个第一连接部121和两个第一刚性体122共同围成的四边形所在的平面。第二桥式放大结构130中的两个第二连接部131和两个第二刚性体132共同形成第二平面，同理，第二平面指代的是，将两个第二连接部131和两个第二刚性体132均看作一个连接点，两个第二连接部131和两个第二刚性体132共同围成的四边形所在的平面。第一平面和第二平面呈夹角设置，其中，指代两个第一连接部121的两个连接点均位于第二平面内，指代两个第一刚性体122的两个连接点均位于第二平面外，并且第一驱动装置110延伸方向所在直线与第二平面之间形成夹角。在第一桥式放大结构120中两个第一刚性体122在第一驱动装置110的驱动作用下移动时能避免接触到第二桥式放大结构130中的第二连接部131或者第二柔性连接板133，避免对第一桥式放大结构120和第二桥式放大结构130造成损坏。可选地，在本实施例中，第一平面和第二平面相互垂直。

请结合参阅图3和图7，钳位组件200包括运动台体220和钳位结构210。其中，运动平台滑动连接在承载台300上，且能相对于承载台300滑动。在本实施例中，第二桥式放大结构130的一端连接于运动台体220，即，其中一个第二连接部131则连接于运动台体220，以使得驱动组件100的输出位移量能传递至运动台体220，进而带动运动台体220相对于承载台300移动。钳位结构210安装在运动台体220上，进而能通过运动台体220带动钳位结构210移动。其中，钳位结构210还用于卡持在滑台400上，进而使得运动台体220在带动钳位结构210移动时，钳位结构210能带动卡持住的滑台400相对于承载台300滑动。另外，钳位结构210还能脱开滑台400，进而使得运动台体220带动钳位结构210时能使得钳位结构210相对于滑台400移动进而不影响滑台400。

进一步地，钳位结构210包括第三连接部212、第二驱动装置211、两个第三柔性连接板213和两个钳位杆214。其中，第三连接部212固定连接在运动台体220上。两个钳位杆214分别通过两个第三柔性连接板213连接在第三连接部212上相对的两侧，并且第三柔性连接板213连接于钳位杆214的中部，即能通过第三柔性连接板213连接于钳位杆214的地方形成支点，使得钳位杆214形成杠杆结构。需要说明的是，其中第三柔性连接板213连接于钳位杆214的中部指代的是，第三柔性连接板213与钳位杆214的连接处与钳位杆214的两端均具有一定的距离。在本实施例中，第三柔性连接板213连接与钳位杆214的中心点之间具有一定的距离，进而使得钳位杆214和第三柔性连接板213形成的杠杆结构具有放大的作用，可选地，将钳位杆214上距离第三柔性连接板213较近的一端作为第一端，另一端作为第二端。第二驱动装置211的两端分别连接于两个钳位杆214的端部，其中，第二驱动装置211的两端连接在钳位杆214的第一端。第二驱动装置211能选择性地伸长或者缩短，进而通过第二驱动装置211带动钳位杆214的第一端相互靠近或者相互远离，进而通过第三柔性连接板213和钳位杆214共同形成的杠杆结构实现两个第二端能相互远离或者相互靠近。其中，当第二驱动装置211伸长时，此时两个第一端相互远离，使得两个第二端相互靠近，便能使得钳位杆214脱开滑台400，以进入释放状态，此时钳位组件200在驱动组件100的带动作用下相对滑台400移动且不影响滑台400；当第二驱动装置211缩短时，此时两个第一端相互靠近，使得两个第二端相互远离，便能使得钳位杆214的第二端卡持于滑台400，以进入钳位状态，此时钳位组件200在驱动组件100的带动作用下带动滑台400相对承载台300滑动。

在本实施例中，第二驱动装置211采用释放用压电执行器，其在通电的情况下能伸长，在断电的情况下能缩短。应当理解，在其他实施例中，第二驱动装置211还可以采用其他的驱动结构，例如，电机或者曲柄结构等。

钳位杆214包括连接杆2141和钳位部2142。需要说明的是，其中，第三柔性连接板213连接于连接杆2141的中部，同样的，连接杆2141上距离第三柔性连接板213较近的一端为上述提供的第一端，另一端为上述提供的第二端。第二驱动装置211的两端分别连接于两个连接杆2141的端部，即第二驱动装置211连接在连接杆2141的第一端，钳位部2142凸设于连接杆2141远离第二驱动装置211的一端，即钳位部2142凸设在连接杆2141的第二端。并且，两个钳位部2142分别位于两个连接杆2141的外侧，并使得钳位杆214呈L形。需要说明的是，钳位部2142分别位于两个连接杆2141的外侧指代的是，钳位部2142设置在连接杆2141上远离另一个连接杆2141的一侧。进一步地，钳位部2142能用于卡持于滑台400。当第二驱动装置211伸长时，此时钳位部2142脱开滑台400，进而进入释放状态；当第二驱动装置211缩短时，此时钳位部2142卡持于滑台400，进而进入钳位状态，以带动滑台400相对于承载台300滑动。

需要说明的是，通过钳位杆214和第三柔性连接板213共同形成的杠杆放大结构，能将第二驱动装置211的输出位移进行放大，此时能增大钳位杆214的第二端的位移量，进而能实现输出位移稳定性好的目的，能使得钳位组件200非常容易地对滑台400进行释放或者钳位，从而能降低构成尺蠖式驱动器零部件的加工和装配精度，进而降低制作成本。

进一步地，在本实施例中，钳位组件200和驱动组件100均为两个，两个钳位组件200设置在两个驱动组件100之间且分别与两个驱动组件100连接，即，其中一个驱动组件100连接于其中一个钳位组件200，以用于带动该钳位组件200相对承载台300滑动；另一个驱动组件100连接于另一个钳位组件200，以用于带动其相对承载台300滑动。且在本实施例中，相互连接的驱动组件100和钳位组件200与另一组相互连接的驱动组件100和钳位组件200成对称设置。其中，当该尺蠖式压电直线驱动器10断电时，此时两个第二驱动装置211均断电，进而使得两个钳位结构210中的钳位杆214均处于钳位状态，即两个钳位杆214均卡持于滑台400，此时滑台400处于锁止状态，即能实现尺蠖式压电直线驱动器10断电自锁的目的。

可选地，请参阅图3，在本实施例中，尺蠖式压电直线驱动器10还包括柔性铰链500，两个钳位组件200通过柔性铰链500相互连接。其中，在本实施例中，柔性铰链500的两端分别连接于两个运动台体220。通过柔性铰链500连接两个运动台体220，能使得运动台体220在回位时，能通过柔性铰链500提供一定的辅助作用，进而保证运动台体220回位的准确性，提高控制精度。

另外，请结合参阅图2和图3，承载台300上开设有安装空腔320，钳位组件200和驱动组件100均设置于安装空腔320内部，部分钳位组件200伸出安装空腔320，且能卡持于滑台400，滑台400设置在安装空腔320的上方。可选地，在本实施例中，安装空腔320外部的两边分别设置有导轨310，滑台400与导轨310滑动配合，即实现滑台400设置在安装空腔320上方的目的。运动台体220滑动设置在安装空腔320内部，钳位结构210则设置在运动台体220上方且伸出至安装空腔320外部，以便于卡持于滑台400。驱动组件100安装在安装空腔320内部且于运动台体220相连，其中，其中一个第二连接部131连接在安装腔体的内周壁上，进而便于驱动运动台体220的移动。

可选的，在本实施例中，连接于运动台体220的第二连接部131包括连接块1311和推动块1312，推动块1312和连接块1311一体成型，并且推动块1312和连接块1311之间形成缺口。其中，连接块1311连接在运动台体220的上表面或者下表面，其中运动台体220的上表面指代的是朝向滑台400的侧面，运动台体220的下表面指代的是贴合于承载台300的侧面。推动块1312则抵持于运动台体220的侧面，进而使得运动台体220的一角容置在上述缺口中。通过上述设置方式，能使得驱动组件100在驱动运动台体220时，能通过推动块1312抵推运动台体220，能避免连接块1311与运动台体220之间连接处的应力增大造成损坏的情况，进而能提高第二连接部131和运动台体220之间的连接稳定性。在本实施例中，连接块1311和运动台体220之间通过螺栓连接，通过上述的设置方式，能降低第二连接部131推动运动台体220时施加于螺栓的剪力，进而能避免螺栓损坏或变形的情况，进而提高第二连接部131和运动台体220的连接稳定性。应当理解，在其他实施例中，第二连接部131的设置形状以及与运动台体220之间的连接方式还可以采用其他的方式，例如，第二连接部131为方形体且与运动台体220的侧面进行焊接的方式等。

可选地，在本实施例中，承载台300的四周设置有多个安装引脚330，安装引脚330可以通过螺栓固定的方式安装在承载平面上。另外，导轨310采用标准交叉滚子导轨310。

进一步地，请参阅图8，滑台400包括台主体420和滑动配合部410，其中滑动配合部410凸设在台体的一侧，且形成于导轨310适配的滑槽411，导轨310伸入至滑槽411内部，进而实现滑台400和导轨310的滑动配合。另外，部分滑动配合部410设置于两列导轨310之间，该部分滑动配合能用于与钳位组件200相配合，即，钳位组件200在断电时能卡持在滑动配合部410上，进而实现钳位组件200卡持于滑台400的目的。

可选地，在本实施例中，以图2为视角时，将两个驱动组件100分为左驱动组件100和右驱动组件100，其中左驱动组件100位于图2视角的左边，右驱动组件100位于图2视角的右边；同理，将两个钳位组件200分为左钳位组件200和右钳位组件200，其中左钳位组件200位于图2视角的左边，右钳位组件200位于图2视角的右边。本实施例中还提供了一种该尺蠖式压电直线驱动器10的控制方法，如下：

图9为驱动该尺蠖式压电直线驱动器10的一种压电时序图。图9(a)中表示，控制右钳位组件200的压电时序图；图9(b)中表示，控制左驱动组件100和右驱动组件100的压电时序图；图9(c)中表示，控制左钳位组件200的压电时序图。即，在控制开始时，控制左钳位组件200的第二驱动装置211均断电，此时左钳位组件200卡持于滑台400；同时控制右钳位组件200的第二驱动装置211通电，此时右钳位组件200脱开滑台400。然后，控制驱动组件100中的第一驱动装置110通电，此时两个驱动组件100分别驱动两个钳位组件200移动，此时两个钳位组件200相互靠近，由于左钳位组件200处于钳位状态，且右钳位组件200处于释放状态，即能通过左钳位组件200带动滑台400向右移动。在滑台400移动到位之后，先控制左钳位组件200通电，并控制右钳位组件200断电，便能使得左钳位组件200脱开滑台400，同时使得右钳位组件200卡持于滑台400。在左钳位组件200脱开滑台400以及右钳位组件200卡持于滑台400之后，控制第一驱动装置110断电，此时两个驱动组件100分别驱动两个钳位组件200相互远离，由于此时左钳位组件200脱开滑台400以及右钳位组件200卡持于滑台400，进而能使得右钳位组件200带动滑台400进一步向右移动。通过上述方式循环控制驱动组件100和钳位组件200，进而能完成滑台400的直线运动。当然，可以通过其他的控制方式实现滑台400向左运动或者做往复运动等。

综上所述，本实施例中提供的尺蠖式压电直线驱动器10能通过驱动组件100中设置第一桥式放大结构120放大第一驱动装置110的输出位移后传递至第二桥式放大结构130，在第二桥式放大结构130进一步对第一桥式放大结构120输出的位移进行放大之后再次输出位移，能通过第一桥式放大结构120和第二桥式放大结构130二次放大第一驱动装置110的输出位移，能解决尺蠖式压电直线驱动器10输出位移小的问题。另外，能通过钳位杆214和第三柔性连接板213形成杠杆结构，进而能通过该杠杆结构放大第二驱动装置211的输出位移，进而使得钳位杆214的第二端的输出位移稳定性好，使得钳位组件200非常容易地对滑台400进行释放或者钳位，从而降低构成尺蠖式压电直线驱动器10零部件的加工和装配精度，降低制作成本。另外，还能在不给尺蠖式压电直线驱动器10通电时，通过两个钳位组件200对滑台400进行锁止作用，实现尺蠖式压电直线驱动器10断电自锁的目的。并且，该尺蠖式压电直线驱动器10的结构简单，易于集成在机械手臂等设备上便于形成操作系统。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱开本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (11)

1.一种尺蠖式压电直线驱动器，其特征在于，包括滑台、承载台、驱动组件和钳位组件；

所述滑台与所述承载台滑动配合；

所述钳位组件卡持于所述滑台，且能选择性地脱开所述滑台；

所述驱动组件包括第一驱动装置、第一桥式放大结构和第二桥式放大结构，所述第一驱动装置连接于所述第一桥式放大结构且用于驱动所述第一桥式放大结构形变；所述第一桥式放大结构连接于所述第二桥式放大结构且用于带动所述第二桥式放大结构形变，所述第二桥式放大结构的一端连接于所述承载台，另一端连接于所述钳位组件并能在形变时带动所述钳位组件相对所述承载台滑动。

2.根据权利要求1所述的尺蠖式压电直线驱动器，其特征在于，所述第一桥式放大结构包括第一柔性连接板、两个第一连接部和两个第一刚性体；

两个所述第一连接部和两个所述第一刚性体围成四边形，且两个所述第一连接部相对设置，所述第一连接部和所述第一刚性体之间通过所述第一柔性连接板连接；

所述第一驱动装置的两端分别连接于两个所述第一刚性体，且能带动两个所述第一刚性体相互远离或者相互靠近；

两个所述第一连接部均连接于所述第二桥式放大结构且能带动所述第二桥式放大结构形变。

3.根据权利要求2所述的尺蠖式压电直线驱动器，其特征在于，所述第二桥式放大结构包括第二柔性连接板、两个第二连接部和两个第二刚性体；

两个所述第二连接部和两个所述第二刚性体围成四边形，且两个所述第二连接部相对设置，所述第二连接部和所述第二刚性体之间通过所述第二柔性连接板连接；

其中一个所述第二连接部连接于所述承载台，另一个所述第二连接部连接于所述钳位组件；

两个所述第一连接部分别连接于两个所述第二刚性体且位于两个所述第二刚性体之间。

4.根据权利要求3所述的尺蠖式压电直线驱动器，其特征在于，两个所述第一连接部和两个所述第一刚性体共同形成第一平面，两个所述第二连接部和两个所述第二刚性体共同形成第二平面，所述第一平面和所述第二平面呈夹角设置。

5.根据权利要求3所述的尺蠖式压电直线驱动器，其特征在于，所述第二柔性连接板延伸方向所在直线与两个所述第二刚性体的连线呈夹角设置。

6.根据权利要求2所述的尺蠖式压电直线驱动器，其特征在于，所述第一连接部和所述第一刚性体之间设置多个间隔设置的所述第一柔性连接板。

7.根据权利要求2所述的尺蠖式压电直线驱动器，其特征在于，所述第一柔性连接板延伸方向所在直线与两个所述第一刚性体的连线呈夹角设置。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的尺蠖式压电直线驱动器，其特征在于，所述钳位组件包括运动台体和钳位结构，所述运动台体滑动连接于所述承载台，所述第二桥式放大结构的一端连接于所述运动台体；

所述钳位结构包括第三连接部、第二驱动装置、两个第三柔性连接板和两个钳位杆；

所述第三连接部固定连接于所述运动台体；

两个所述钳位杆分别通过两个所述第三柔性连接板连接在所述第三连接部上相对的两侧，且所述第三柔性连接板连接于所述钳位杆中部；

所述第二驱动装置的两端分别连接于两个所述钳位杆的端部，所述第二驱动装置能伸长以带动所述钳位杆的另一端相互靠近且脱开所述滑台，或者所述第二驱动装置能缩短以带动所述钳位杆的另一端相互远离且卡持于所述滑台。

9.根据权利要求8所述的尺蠖式压电直线驱动器，其特征在于，所述钳位杆包括连接杆和钳位部，所述第二驱动装置的两端分别连接于两个连接杆的端部，所述钳位部凸设于所述连接杆远离所述第二驱动装置的一端，并且两个所述钳位部分别位于两个所述连接杆的外侧，所述钳位部能卡持于所述滑台。

10.根据权利要求1-7中任意一项所述的尺蠖式压电直线驱动器，其特征在于，所述钳位组件为两个，所述驱动组件为两个，两个所述钳位组件设置于两个所述驱动组件之间且分别与两个所述驱动组件连接，两个所述钳位组件和两个所述驱动组件对称设置；

所述尺蠖式压电直线驱动器还包括柔性铰链，两个所述钳位组件通过所述柔性铰链连接。

11.根据权利要求1-7中任意一项所述的尺蠖式压电直线驱动器，其特征在于，所述承载台上开设有安装空腔，所述钳位组件和所述驱动组件均设置于所述安装空腔内部，部分所述钳位组件伸出所述安装空腔，且能卡持于所述滑台，所述滑台设置于所述安装空腔上方。

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