CN213027850U - 步进式驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及步进式驱动装置。根据一示例性实施例，一种步进式驱动装置可包括：定子；动子，可滑动地安装到所述定子上，所述动子相对于所述定子沿第一方向滑动；一个或多个滑动部件，所述滑动部件包括：摩擦元件，具有与所述动子相接触的摩擦表面；以及压电驱动元件，用于在受电压驱动时产生沿所述第一方向的形变，以通过所述摩擦元件驱动所述动子沿所述第一方向移动；以及铰链部件，设置在所述一个或多个滑动部件中的至少一个滑动部件处，使得所述至少一个滑动部件的摩擦表面相对于所述定子具有至少一自由度。本实用新型的步进式驱动装置能方便地制造和装配，用于在各种环境下提供大量程范围的精确位移。

Description

步进式驱动装置

技术领域

本实用新型总体上涉及驱动机械领域，更特别地，涉及一种步进式驱动装置。

背景技术

在物理学研究领域中，常常需要研究样品在各种环境下受到应力时的各种属性。例如，可能需要在极低温度以及电场、磁场等环境中，研究薄膜样品尤其是柔性薄膜样品在受到拉力和压力时的性质。常用的能够对样品进行精密拉伸和挤压的装置一般利用机械传动杆、电动位移台、压电陶瓷堆等直接给样品施加应力，然而这些方式具有各种缺陷，例如受使用环境的影响较大，电动位移台不能在低温或真空环境中使用，压电陶瓷堆直接给样品施加应力的方式只能使样品获得很小的伸长量或压缩量等等。

题为“步进式驱动装置和包括该驱动装置的应变施加装置”的实用新型专利201721879297.9公开了一种能应用于各种环境中以提供大量程精细位移的步进式驱动装置。如图1所示，该步进式驱动装置包括定子10、动子20、以及设置在定子10与动子20之间的至少一个滑动部件30。滑动部件30一侧固定到定子10，另一侧与动子20摩擦接触。在被电压驱动时，滑动部件30可发生形变，通过控制一个或多个滑动部件30的形变，可利用摩擦力来使动子20沿轴向移动。

图1所示的步进式驱动装置对部件加工精度要求较高。具体而言，滑动部件30的一表面固定到定子10，滑动部件30的另一表面与动子20的表面应彼此平行以相互良好贴附，从而提供足够的摩擦力。然而在加工过程中，定子10、动子20和滑动部件30是分别加工的，然后组装到一起，因此难以确保其相关表面是彼此平行的。例如，当将滑动部件30的下表面粘结固定到定子10上之后，如果滑动部件30的上表面与动子20的表面不平行，则二者不能良好地彼此贴附，从而难以在二者之间产生足够的摩擦力。此外，图1所示的步进式驱动装置要求滑动部件30具有适当的厚度。如果滑动部件30太薄，其不能提供所需的摩擦力；如果滑动部件30太厚，则其不能装配到定子10与动子20之间的空间中

实用新型内容

本实用新型的一个方面在于提供一种步进式驱动装置，其可包括：定子；动子，可滑动地安装到所述定子上，所述动子相对于所述定子沿第一方向滑动；一个或多个滑动部件，所述滑动部件包括：摩擦元件，具有与所述动子相接触的摩擦表面；以及压电驱动元件，用于在受电压驱动时产生沿所述第一方向的形变，以通过所述摩擦元件驱动所述动子沿所述第一方向移动；以及铰链部件，设置在所述一个或多个滑动部件中的至少一个滑动部件处，使得所述至少一个滑动部件的摩擦表面相对于所述定子具有至少一自由度。

在一些示例中，所述铰链部件设置在所述至少一个滑动部件的压电驱动元件与所述定子之间，所述摩擦元件固定到所述压电驱动元件的与所述铰链部件相反的一侧。

在一些示例中，所述铰链部件设置在所述至少一个滑动部件的压电驱动元件与摩擦元件之间，所述压电驱动元件的与所述铰链部件相反的一侧固定到所述定子上。

在一些示例中，所述铰链部件包括：第一板；与所述第一板平行并且相对设置的第二板；以及垂直设置在所述第一板与所述第二板之间并且连接所述第一板和所述第二板的支承板或者支承柱。

在一些示例中，所述铰链部件包括：第一板，其上具有突起；以及第二板，其上具有与所述第一板的突起相匹配的凹陷，其中，所述第一板的突起的高度大于所述第二板的凹陷的深度，使得所述第二板能绕所述第一板的突起旋转。

在一些示例中，所述第一板的突起具有球冠形状或半圆柱形状，所述第二板的凹陷具有与所述第一板的突起的球冠形状或半圆柱形状相匹配的形状。

在一些示例中，所述铰链部件包括：第一板，其上具有第一凹陷；第二板，其上具有第二凹陷；以及活动轴，设置在所述第一凹陷和所述第二凹陷中，其中，所述活动轴的直径大于所述第一凹陷的深度和所述第二凹陷的深度之和，使得所述第一板和所述第二板能绕所述活动轴相对于彼此旋转。

在一些示例中，所述活动轴具有球体形状或圆柱形状，所述第一板的第一凹陷和所述第二板的第二凹陷具有与所述活动轴的球体形状或圆柱形状相匹配的形状。

在一些示例中，所述铰链部件包括：中央平台，具有用于承载所述滑动部件的上表面；设置在所述中央平台的第一侧面的第一板，所述第一板和所述中央平台的第一侧面之间通过第一支承板或支承柱连接；设置在所述中央平台的与所述第一侧面相反的第二侧面的第二板，所述第二板和所述中央平台的第二侧面之间通过第二支承板或支承柱连接，其中，所述第一板和所述第二板固定连接到所述定子，使得所述中央平台通过所述第一支承板或支承柱以及所述第二支承板或支承柱相对于所述定子被悬空支承。

在一些示例中，所述铰链部件还包括：设置在所述中央平台的第三侧面的第三板，所述第三板和所述中央平台的第三侧面之间通过第三支承板或支承柱连接；设置在所述中央平台的与所述第三侧面相反的第四侧面的第四板，所述第四板和所述中央平台的第四侧面之间通过第四支承板或支承柱连接，其中，所述第三板和所述第四板固定连接到所述定子上，从而所述第三支承板或支承柱以及所述第四支承板或支承柱也用于悬空支承所述中央平台。

在一些示例中，所述定子具有沿所述第一方向延伸的开口或滑槽，所述动子安装在所述开口或滑槽中，所述滑动部件和所述铰链部件安装在所述开口或滑槽的内表面与所述动子的外表面之间。

本实用新型的另一方面在于提供一种步进式驱动装置，其包括：定子；动子，可滑动地安装到所述定子上；以及至少一个滑动部件，设置在所述定子与所述动子之间，所述滑动部件固定到所述定子上，并且具有与所述动子相接触的摩擦面，所述滑动部件配置为在被驱动时产生形变，以驱动所述动子相对于所述定子滑动。所述动子包括主体和至少一个滑动部，所述至少一个滑动部上形成有滑动面，所述至少一个滑动部通过铰链轴连接到所述主体。

在一些示例中，所述铰链轴设置在所述滑动部的中部并且沿所述动子的滑动方向延伸。

在一些示例中，所述动子的主体上形成有一个或多个滑动面。所述滑动部件包括：摩擦元件，具有与所述动子的滑动面相接触的摩擦表面；以及压电驱动元件，固定在所述定子与所述摩擦元件之间，所述压电驱动元件在受到电压驱动时产生形变，以通过所述摩擦元件驱动所述动子相对于所述定子滑动。

本实用新型的上述和其他特征和优点将从下面结合附图对示例性实施例的描述变得显而易见。

附图说明

图1示出了现有技术的步进式驱动装置的结构示意图。

图2示出了根据本实用新型一实施例的步进式驱动装置的示意图。

图3示出了根据本实用新型另一实施例的步进式驱动装置的示意图。

图4示出了利用根据本实用新型一实施例的滑动部件的结构示意图。

图5示出了利用根据本实用新型一实施例的滑动部件驱动动子移动的原理示意图。

图6示出了根据本实用新型一实施例的铰链部件的结构示意图。

图7示出了根据本实用新型另一实施例的铰链部件的结构示意图。

图8示出了根据本实用新型另一实施例的铰链部件的结构示意图。

图9示出了根据本实用新型另一实施例的铰链部件的结构示意图。

图10示出了根据本实用新型另一实施例的铰链部件的结构示意图。

图11示出了根据本实用新型另一实施例的铰链部件的结构示意图。

图12示出了根据本实用新型另一实施例的步进式驱动装置的示意图。

图13示出了根据本实用新型另一实施例的步进式驱动装置的示意图。

图14示出了图13所示的步进式驱动装置中的动子的结构示意图。

图15示出了根据本实用新型另一实施例的步进式驱动装置的示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

图2示出了根据本实用新型一实施例的步进式驱动装置100。如图2所示，步进式驱动装置100包括定子10、动子20、滑动部件30和铰链部件40。定子10可包括形成于其中的开口10'，动子20可安装到定子10的开口10'中。在另一些实施例中，定子10也可以包括代替开口10'的滑槽，例如梯形形状或其他形状的滑槽，动子20安装到定子10的滑槽中。从而，动子20可以相对于定子10沿一方向(图2中为与纸面垂直的方向)滑动，该滑动方向可以是例如开口或滑槽的延伸方向，也是动子20的轴向方向。虽然图2中示出了定子10可以是整体结构，但是在另一些实施例中，定子10也可以包括多个部件，其通过诸如螺栓、卡扣等紧固件紧固到一起，以确定形成在其中的开口或滑槽。

至少一个滑动部件30(图2中示例性示出了3个)可直接或间接固定到定子10上，并且与动子20接触，滑动部件30的与动子20接触的表面为摩擦面30'，其沿滑动方向延伸。如后面详细描述的那样，滑动部件30可产生沿滑动方向的形变，从而通过摩擦面30'与动子20之间的摩擦力来驱动动子20在滑动方向上步进移动。

在图2所示的实施例中，动子20具有三棱柱形状，每个棱面都是平面，作为滑动面20'。相应地，3个滑动部件30分别与三个滑动面20'相对地设置于定子10的开口内壁和动子20之间，如此滑动部件30的摩擦面30'与动子20的滑动面20'相接触但不固连。但是应理解，本实用新型并不局限于定子20和定子10中的开口或滑槽的任何特定形状，也不局限于滑动部件30的任何特定数量。而是，如实用新型专利201721879297.9中公开的那样，定子10和动子20可具有任意期望的形状设计，并且该步进式驱动装置100可包括期望数量的滑动部件30，只要能够保持动子在开口或滑槽内稳定地沿滑动方向移动，而不会发生周向转动即可。换言之，为了避免旋转，动子的垂直于滑动轴的截面形状优选地不是圆形，例如可以是被切除了一部分之后的圆形或者其他多棱柱形状。这里，将实用新型专利201721879297.9的全部公开内容通过引用合并于此，以作为参考。

继续参照图2，在至少一个滑动部件30与定子10之间，可以设置有铰链部件40。这样，滑动部件30或者叠置的滑动部件30和铰链部件40抵靠在定子10上并且压紧动子20，使得动子20不会在径向方向上晃动，而是只能沿轴向方向(即图2中垂直于纸面的方向)滑动。可以理解，动子20除了被定子10、滑动部件30和铰链部件40限制周向和径向移动之外，还可以在轴向方向上被定子10和/或滑动部件30限制其轴向移动的起始位置。例如在一些实施例中，定子10的柱状空腔10'在一端处可包括用于限制动子20的轴向移动的限位部(未示出)，该限位部可限制动子20的轴向移动的起始位置。

铰链部件40是在外力作用下可发生形变或者其所包括的多个部件可相对于彼此发生移动的部件，其具体结构将在下面进一步详细描述。这里，通过提供铰链部件40，当滑动部件30的摩擦面30'被动子20的滑动面20'挤压时，铰链部件40可以使得摩擦面30'能够相对于定子10具有至少一自由度，从而使摩擦面30'能够容易地在三维空间中与滑动面20'相适应，在一定程度上降低对定子10的内壁，动子20的滑动面20'、以及滑动部件30的摩擦面30'和另一相对面的加工精度要求。例如，当没有铰链部件40时，滑动部件30的底表面粘结固定到定子10的内壁，此时还要求滑动部件30的摩擦面30'与动子20的滑动面20'彼此平行贴合，从而提供良好的摩擦力。当滑动部件30的摩擦面30'与动子20的滑动面20'不平行时，二者之间可能只能具有线接触，难以产生期望的摩擦力，并且容易导致摩擦面30'和滑动面20'的磨损，减小产品的使用寿命。因此，当没有铰链部件40时，对定子10的内壁、滑动部件30的底表面(和定子10接触的表面)和顶表面(摩擦面30')、以及动子20的滑动面20'具有很高的加工精度要求，要求这些面彼此平行。当设置有铰链部件40时，铰链部件40可以为滑动部件30的摩擦面30'提供一自由度，因此当摩擦面30'受到来自动子20的滑动面20'的压力时，摩擦面30'可以例如旋转一微小角度，从而平行贴合到滑动面20'以实现良好的接触，提供期望的摩擦力。这样，铰链部件40可以在一定程度上补偿定子10的内壁、滑动部件30的底和顶表面以及动子20的滑动面的加工精度误差。应注意的是，可以仅在一些而非全部滑动部件30处设置铰链部件40，例如图2中示出了在三个滑动部件30中的两个滑动部件30处设置铰链部件40。

图3示出了根据本实用新型另一实施例的步进式驱动装置的示意图。与图2所示的实施例的区别之处在于，铰链部件40还可以设置在滑动部件30的摩擦元件31和压电驱动元件32之间。摩擦元件31与动子20接触并且具有前述摩擦面30'，压电驱动元件32在受到电压驱动时产生沿前述滑动方向的形变，以带动摩擦元件31来使动子20沿前述滑动方向移动。一方面，如图2所示，铰链部件40可以设置在定子10与滑动部件30之间，滑动部件30的压电驱动元件32通过铰链部件40固定到定子10的内壁上。此时，压电驱动元件32的形变将驱动摩擦元件31移动，其通过摩擦力使动子20移动。另一方面，如图3所示，铰链部件40可以设置在滑动部件30的压电驱动元件32与摩擦元件31之间，压电驱动元件32的底表面固定到定子10的内壁上，压电驱动元件32的顶表面固定到铰链部件40的底表面，铰链部件40的顶表面进而固定到摩擦元件31。此时，压电驱动元件32的形变将驱动铰链部件40和摩擦元件31一起移动，摩擦元件31进而通过摩擦力使动子20移动。如图3所示，在不同的滑动部件30处，铰链部件40的布置位置可以不同。

图4示出了利用根据本实用新型一实施例的滑动部件的结构示意图，其中的左图(a)是初始状态，右图(b)是发生了形变之后的状态。如图4所示，滑动部件30可包括压电驱动元件32和摩擦元件31，摩擦元件31的与动子20接触的面用作滑动部件30的摩擦面30'。摩擦元件31可以由耐磨材料制成，例如蓝宝石、氧化铝陶瓷、氮化硅等，或者也可以由耐磨金属形成。压电驱动元件32可以是压电陶瓷堆，其可为压电陶瓷片堆叠而成。然而，在本实用新型的构思下，压电驱动部件不一定是压电陶瓷堆，也可能是其他可形变部件。摩擦元件31的与摩擦面30'相对的另一面可以直接或间接(例如通过铰链部件40，如图2和3所示)与压电陶瓷堆32连接。滑动部件30的下表面(即压电陶瓷堆32的下表面)可直接或间接(例如通过铰链部件40，如图2和3所示)固定到定子10的开口或滑槽的内壁上。压电驱动元件32在被电压驱动时，产生如图所示的切向形变，驱动动子20在滑动方向上移动。

图5示出了利用根据本实用新型一实施例的滑动部件30驱动动子20移动的原理示意图。图5中的上图示出初始状态，滑动部件30的摩擦面30'接触动子20的滑动面20'。虽然图5仅示出了一个滑动部件30，但是应理解，可以有多个滑动部件30同时接触动子20。如图5的中图所示，可以驱动滑动部件30产生沿第一方向的形变。如前面描述的那样，滑动部件30可包括压电陶瓷堆，可通过对压电陶瓷堆施加电压来诱发所示的形变。在形变过程中，可以对压电陶瓷堆比较缓慢地施加电压，压电陶瓷堆发生沿滑动方向的形变，滑动部件30通过摩擦力带动动子20沿滑动方向前进一个步距L。在该过程期间，滑动部件30与动子20之间可以基本上是静摩擦，即摩擦面30'和滑动面20'之间可以几乎不发生相对移动。可以理解，步距L可根据压电陶瓷堆的材料和尺寸以及所施加的电压的大小来确定。

然后，可以驱动滑动部件30从形变状态恢复成原始形状。在该过程中，可以迅速降低施加给压电陶瓷堆的电压，也就是说，压电陶瓷堆恢复成原形的速度比上面产生形变的速度更快，优选地，压电陶瓷堆恢复成原形的速度远远快于产生形变的速度。这样，由于滑动部件30迅速后撤，其与动子20之间发生滑动摩擦，动子20的后撤距离d小于前进距离L，从而动子20完成了一个步长(L-d)的向前移动，如图5的下图所示。

通过重复上述过程，即可使动子20以上述步长连续向前移动。此外，当向压电陶瓷堆施加反相电压时，即可实现相反方向的移动。

可以理解，滑动部件30可以为仅一个，即可实现上述驱动过程。在一些实施例中，也可以包括多个滑动部件30，可以按照上述方法同时驱动这多个滑动部件30，从而实现上述移动过程。在该情况下，由于多个滑动部件30同时后撤的速度很快，滑动部件30与动子20之间的滑动摩擦力不足以提供给动子20相同的向后的加速度，从而动子20的后撤距离d小于前进步距L，实现了向前移动。

在另一些实施例中，也可以在回撤时，逐个回撤各个滑动部件30，或者依次回撤部分滑动部件30，从而可以减小甚至消除动子20的回撤距离d，提高动子20的移动效率。具体而言，在滑动部件30前进时，优选地同时驱动所有多个滑动部件30产生形变，从而多个滑动部件30产生很大的静摩擦力合力，带动动子20移动。接着，在后撤时，可以分别驱动各个或者少部分滑动部件30依次后撤，这样，由于单个或少部分滑动部件30的摩擦力不足以带动动子20移动，所以动子20将不会后撤，而是保持在原位置处，此时动子20在一个周期中的前进步长基本上等于向前移动的步距L，从而实现了相对较大的步长。这种控制方式的好处是动子在前进的过程中，不会再有任何后撤的行为，提高了驱动效率。

可以理解，在多个滑动部件30依次后撤的方案中，对滑动部件30的后撤速度并无特定要求，但是优选地，每个滑动部件30仍以较快的速度后撤，即后撤速度大于其产生形变的速度。

图6-11示出了根据本实用新型一些实施例的铰链部件的结构示意图。应理解，附图不是按比例绘制的。首先参照图6，铰链部件40可包括彼此平行并且间隔开一定距离设置的第一板41和第二板42，以及垂直设置在第一板41和第二板42之间并且连接二者的支承板43。应理解，第一板41和第二板42的形状不限于图6所示的矩形，而是可以具有其他形状以与其所支承的滑动部件30的形状相适应。虽然图6示出了支承板43垂直于第一板41和第二板42的长边，但是支承板43也可以设置为垂直于第一板41和第二板42的短边。在一些实施例中，第一板41可以例如粘结固定到定子10的内壁，或者与定子10一体形成，例如铰链部件40和定子10都由金属形成。滑动部件30的压电驱动元件32可以例如粘结固定到第二板42。在另一些实施例中，滑动部件30的压电驱动元件32的底表面可以固定到定子10的内壁，压电驱动元件32的顶表面可以固定到铰链部件40的第一板41，滑动部件30的摩擦元件31可以固定到铰链部件40的第二板42，或者摩擦元件31与第二板42形成为一体，即摩擦元件31也由金属形成。支承板43可具有适当的厚度和宽度，其中支承板43的宽度对应于第一板41和第二板42之间的距离。这样，铰链部件40可以为滑动部件30的摩擦面30'提供至少一自由度。例如在图6的实施例中，第二板42可以为摩擦面30'提供绕第二板42与支承板43之间的接触轴(如图6中的箭头所示)旋转的自由度，以及绕与第二板42垂直的轴(如图6中的箭头所示)旋转的自由度。

图7的实施例与图6所示的实施例基本上相同，除了使用支承柱43连接第一板41和第二板42之外。支承柱43可设置在第一板41和第二板42每个的中心位置处。与图6的实施例相比，图7的铰链部件40能够提供更多一个自由度，即第二板42绕与图6所示的两个箭头垂直的轴旋转的自由度。

在图8所示的实施例中，在第一板41上可形成有突起43，例如突起43可以是具有半球形横截面的圆柱体，其可以沿第一板41的中心长轴或短轴延伸。第二板42上可以形成有与突起43相匹配的凹陷44，并且凹陷44的深度小于突起43的高度。这样，第二板42能够以突起43为枢转轴旋转，从而为滑动部件30的摩擦面30'提供一旋转自由度。

图9的示例与图8类似，只是突起43为球冠形状。这样，第二板42能够绕突起43在三维空间中旋转，从而为滑动部件30的摩擦面30'提供更多旋转自由度。可以理解，参照图6-9描述的铰链部件40可以设置在滑动部件30和定子10之间，也可以设置在滑动部件30的压电驱动元件32和摩擦元件31之间。

图10示出根据另一实施例的铰链部件40。如图10所示，铰链部件40包括中央平台45，第一板41和第二板42彼此平行并且分别设置于中央平台45的相对两侧。第一板41通过第一支承板43a与中央平台45的第一侧面相连，第二板42通过第二支承板43b与中央平台45的第二侧面相连。第一支承板43a和第二支承板43b可以垂直于中央平台45的上表面延伸，也可以平行于中央平台45的上表面延伸。在另一些实施例中，也可以替代第一支承板43a和第二支承板43b而使用图7所示的支承柱来连接第一板41和中央平台45的第一侧面以及第二板42和中央平台45的第二侧面。

使用时，第一板41和第二板42可以固定到定子10的相对两个内壁上，使中央平台45被悬置，即中央平台45的下表面与定子10的内壁间隔开一距离。滑动部件30可以布置在中央平台45的上表面上，即滑动部件30的压电驱动元件32的下表面固定到中央平台45，摩擦元件31的摩擦面30'与动子20彼此接触。中央平台45可以绕与其上表面垂直的轴旋转，也可以绕与第一板41和第二板42垂直的轴旋转，如图10中的箭头所示，从而为滑动部件30的摩擦面30'提供多个自由度。

图11示出与图10的实施例类似的铰链部件40，其中与图10相同的部件以相同的附图标记表示，下面将仅描述二者之间的不同之处。参照图11，铰链部件40还包括设置在中央平台45的第三侧的第三板47和设置在中央平台45的第四侧的第四板48，第三板47和第四板48可彼此平行并且平行于中央平台45的彼此相对的第三侧面和第四侧面。第三板47可通过第三支承板46a连接到中央平台45的第三侧面，第四板48可通过第四支承板46b连接到中央平台45的第四侧面。在图11所示的实施例中，第三支承板46a和第四支承板46b可垂直于第一支承板43a和第二支承板43b设置；在另一些实施例中，第三支承板46a和第四支承板46b可以平行于第一支承板43a和第二支承板43b设置。如前面参照图10描述的那样，支承板43a、43b、46b和46b中的一些或全部也可以被支承柱代替。

使用时，第一板41、第二板42、第三板47和第四板48可以固定到定子10的四侧内壁上，使中央平台45被悬置，即中央平台45的下表面与定子10的内壁间隔开一距离。滑动部件30可以布置在中央平台45的上表面上，即滑动部件30的压电驱动元件32的下表面固定到中央平台45的上表面，摩擦元件31的摩擦面30'与动子20彼此接触。与图10的实施例相比，在图11所示的实施例中，中央平台45在其四周侧面被支承板所支承。在该情况下，中央平台45至少可绕图11中的箭头表示的轴旋转一定角度，从而为其上的滑动部件30的摩擦面30'提供一自由度。

上面描述了铰链部件40的各种实施例，可以理解，在不偏离本实用新型的原理的情况下，可以对铰链部件40的结构进行各种改变，这些改变应落入权利要求定义的本实用新型的保护范围内。可以理解，当本实用新型的步进式驱动装置包括多个滑动部件30时，可以仅在一部分滑动部件30处设置铰链部件40，而且在各个滑动部件30处设置的铰链部件40可以彼此相同或不同。例如，图12示出了一实施例，其中在上侧滑动部件30处设置的第一铰链部件40a和在左侧滑动部件30处设置的第二铰链部件40b彼此不同。第一铰链部件40a可以是图8或图9所示的铰链部件，而第二铰链部件40b可以是图5或图6所示的铰链部件。此外，在各个滑动部件30处设置的铰链部件40的位置也可以彼此相同或不同。例如，如图3所示，上侧的铰链部件40可以设置在滑动部件30的压电驱动元件32和摩擦元件31之间，而左侧的铰链部件40可以设置在定子10与滑动部件30之间。

图13示出了根据本实用新型另一实施例的步进式驱动装置的示意图。与图2-12描述的实施例的不同之处在于，在图13的实施例中，铰链部件设置在动子20上。图14示出了图13所示的步进式驱动装置中的动子20的结构示意图。参照图13和14，动子20包括主体21、滑动部22、以及将滑动部22连接到主体21的铰链轴23。虽然图13和图14仅示出了一个滑动部22，但是可以理解，动子20可包括多个滑动部22。

动子20可包括多个滑动面20'，其中每个滑动部22上可形成有一个滑动面20'，其他滑动面20'可形成在主体21的外表面上。主体21、滑动部22和铰链轴23可以一体形成，例如由金属形成。主体21和滑动部22的形状不限于图13和图14所示的示例，而是可以采用任何其他合适的形状。铰链轴23可以设置在滑动部22的中部，并且沿动子20的滑动方向延伸。铰链轴23可以具有适当的高度和厚度，通过铰链轴23的支承，滑动部22和主体21之间具有一间隙，从而滑动部22可以绕铰链轴23旋转一较小角度，赋予滑动部22上的滑动面20'一旋转自由度。滑动部件30可以设置在定子10与动子20的滑动部22之间。当滑动部件30设置在定子10与动子20的主体21之间时，如前面参照图2-12描述的那样，在滑动部件30处还可以设置有铰链部件40。

图15示出了根据本实用新型另一实施例的步进式驱动装置的示意图。在图15的装置中，与之前描述的元件相同的元件用相同的附图标记指示，这里将省略对其的重复描述，而仅描述不同之处。

如图15所示，步进式驱动装置可包括至少一弹性装置以将滑动部件30之一以及设置于该滑动部件30处的铰链部件40压紧到动子20上，并且可通过该弹性装置来调节滑动部件30压紧到动子20上的压力。具体而言，在一实施例中，该弹性装置可包括一压板51，该压板51可以是刚性压板，或者也可以是具有一定弹性的弹性片，例如可以为铍铜弹片或不锈钢弹片等。滑动部件30可安装例如固定到压板51上，例如可以安装在压板51的中部，压板51的两端或者至少一端可具有通孔，螺钉52可穿过压板51上的通孔安装到定子10上的螺纹孔11中，以将压板51的两端固定到定子10上。在一些实施例中，还可以在螺钉52处设置弹簧53，例如弹簧53可设置在螺钉52的螺帽与压板51之间，或者设置在压板51与定子10之间，围绕螺钉52的螺杆，从而调节螺钉52施加给压板51的压力，这可以避免螺钉52施加过大的压力到压板51上从而损坏滑动部件30或铰链部件40。当压板51是弹性片时，可以如上所述地设置弹簧，或者也可以省略弹簧。由于弹性片51本身具有弹性，其可发生一定的弹性变形，以将滑动部件30压紧到动子20上，又不会因为过大的压力而损坏滑动部件30或铰链部件40。虽然图15仅示出一个弹性装置，但是应理解，也可以设置多个弹性装置，例如为每个滑动部件30设置一弹性装置。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多组合、修改和变更都是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种步进式驱动装置，其特征在于包括：

定子；

动子，可滑动地安装到所述定子上，所述动子相对于所述定子沿第一方向滑动；

一个或多个滑动部件，所述滑动部件包括：

摩擦元件，具有与所述动子相接触的摩擦表面；以及

压电驱动元件，用于在受电压驱动时产生沿所述第一方向的形变，以通过所述摩擦元件驱动所述动子沿所述第一方向移动；以及

铰链部件，设置在所述一个或多个滑动部件中的至少一个滑动部件处，使得所述至少一个滑动部件的摩擦表面相对于所述定子具有至少一自由度。

2.如权利要求1所述的步进式驱动装置，其特征在于，所述铰链部件设置在所述至少一个滑动部件的压电驱动元件与所述定子之间，所述摩擦元件固定到所述压电驱动元件的与所述铰链部件相反的一侧。

3.如权利要求1所述的步进式驱动装置，其特征在于，所述铰链部件设置在所述至少一个滑动部件的压电驱动元件与摩擦元件之间，所述压电驱动元件的与所述铰链部件相反的一侧固定到所述定子上。

4.如权利要求2或3所述的步进式驱动装置，其特征在于，所述铰链部件包括：

第一板；

与所述第一板平行并且相对设置的第二板；以及

垂直设置在所述第一板与所述第二板之间并且连接所述第一板和所述第二板的支承板或者支承柱。

5.如权利要求2或3所述的步进式驱动装置，其特征在于，所述铰链部件包括：

第一板，其上具有突起；以及

第二板，其上具有与所述第一板的突起相匹配的凹陷，

其中，所述第一板的突起的高度大于所述第二板的凹陷的深度，使得所述第二板能绕所述第一板的突起旋转。

6.如权利要求5所述的步进式驱动装置，其特征在于，所述第一板的突起具有球冠形状或半圆柱形状，所述第二板的凹陷具有与所述第一板的突起的球冠形状或半圆柱形状相匹配的形状。

7.如权利要求2或3所述的步进式驱动装置，其特征在于，所述铰链部件包括：

第一板，其上具有第一凹陷；

第二板，其上具有第二凹陷；以及

活动轴，设置在所述第一凹陷和所述第二凹陷中，

其中，所述活动轴的直径大于所述第一凹陷的深度和所述第二凹陷的深度之和，使得所述第一板和所述第二板能绕所述活动轴相对于彼此旋转。

8.如权利要求7所述的步进式驱动装置，其特征在于，所述活动轴具有球体形状或圆柱形状，所述第一板的第一凹陷和所述第二板的第二凹陷具有与所述活动轴的球体形状或圆柱形状相匹配的形状。

9.如权利要求2所述的步进式驱动装置，其特征在于，所述铰链部件包括：

中央平台，具有用于承载所述滑动部件的上表面；

设置在所述中央平台的第一侧面的第一板，所述第一板和所述中央平台的第一侧面之间通过第一支承板或支承柱连接；

设置在所述中央平台的与所述第一侧面相反的第二侧面的第二板，所述第二板和所述中央平台的第二侧面之间通过第二支承板或支承柱连接，

其中，所述第一板和所述第二板固定连接到所述定子，使得所述中央平台通过所述第一支承板或支承柱以及所述第二支承板或支承柱相对于所述定子被悬空支承。

10.如权利要求9所述的步进式驱动装置，其特征在于，所述铰链部件还包括：

设置在所述中央平台的第三侧面的第三板，所述第三板和所述中央平台的第三侧面之间通过第三支承板或支承柱连接；

设置在所述中央平台的与所述第三侧面相反的第四侧面的第四板，所述第四板和所述中央平台的第四侧面之间通过第四支承板或支承柱连接，

其中，所述第三板和所述第四板固定连接到所述定子上，从而所述第三支承板或支承柱以及所述第四支承板或支承柱也用于悬空支承所述中央平台。

11.如权利要求1所述的步进式驱动装置，其特征在于，还包括用于将所述一个或多个滑动部件中的至少一个滑动部件压到所述动子上的弹性装置，所述弹性装置包括以下结构中的任意一种：

压板，所述至少一个滑动部件安装在所述压板上，所述压板通过螺钉安装到所述定子上的螺纹孔中，所述螺钉上设置有弹簧以调节所述螺钉施加给所述压板的压力；

弹性片，所述至少一个滑动部件安装在所述弹性片上，所述弹性片通过螺钉安装到所述定子上的螺纹孔中。

12.一种步进式驱动装置，其特征在于包括：

定子；

动子，可滑动地安装到所述定子上；以及

至少一个滑动部件，设置在所述定子与所述动子之间，所述滑动部件固定到所述定子上，并且具有与所述动子相接触的摩擦面，所述滑动部件配置为在被驱动时产生形变，以驱动所述动子相对于所述定子滑动，

其中，所述动子包括主体和至少一个滑动部，所述至少一个滑动部上形成有滑动面，所述至少一个滑动部通过铰链轴连接到所述主体。

13.如权利要求12所述的步进式驱动装置，其特征在于，所述铰链轴设置在所述滑动部的中部并且沿所述动子的滑动方向延伸。

14.如权利要求12所述的步进式驱动装置，其特征在于，所述动子的主体上形成有一个或多个滑动面，且

所述滑动部件包括：

摩擦元件，具有与所述动子的滑动面相接触的摩擦表面；以及

压电驱动元件，固定在所述定子与所述摩擦元件之间，所述压电驱动元件在受到电压驱动时产生形变，以通过所述摩擦元件驱动所述动子相对于所述定子滑动。

15.如权利要求12所述的步进式驱动装置，其特征在于，还包括用于将至少一个滑动部件压到所述动子上的弹性装置，所述弹性装置包括以下结构中的任意一种：

压板，所述至少一个滑动部件安装在所述压板上，所述压板通过螺钉安装到所述定子上的螺纹孔中，所述螺钉上设置有弹簧以调节所述螺钉施加给所述压板的压力；

弹性片，所述至少一个滑动部件安装在所述弹性片上，所述弹性片通过螺钉安装到所述定子上的螺纹孔中。

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