专利名称：单压电堆大位移作动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种压电作动器，具体涉及一种单压电堆大位移作动器。
背景技术：
作动器作为主动控制系统的重要环节，在工业生产及日常生活中有极其广泛的应 用。随着主动控制技术的发展，对作动器的要求越来越高。传统的单压电堆作动器往往由 于单压电堆输出位移有限，因而只能输出较小位移。发明内容
为解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种单压电堆大位移 作动器，同时具有结构简单，体积小，重量轻的特点。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是
—种单压电堆大位移作动器,包括外部位移放大机构1、套入外部位移放大机构I 内并和其固定的内部位移放大机构2，以及置于内部位移放大机构2内的压电堆，所述外部 位移放大机构I和内部位移放大机构2相互垂直放置。
所述外部位移放大机构I和内部位移放大机构2为菱形框架结构。
外部位移放大机构I的长轴两端分别与内部位移放大机构2的短轴两端通过第一 刚性连接件3和第二刚性连接件4固定连接，且内部位移放大机构2的长轴与外部位移放 大机构I的长轴相垂直，压电堆5的两端分别与内部位移放大机构2的长轴内侧两端相固 定，并始终处于受压状态。
和现有技术相比，本发明具有如下优点
本发明通过外部位移放大机构和内部位移放大机构相耦合，通电后压电堆端部沿 X方向产生位移，该位移经过内部位移放大机构放大后可在Y方向输出，Y方向的位移又被 传递到外部位移放大机构上加以放大，并可在Z方向输出。这样不但在XYZ三个方向上都 可输出位移，而且Z方向的位移相比X方向被放大了两次，因此在Z方向上具有较大的位移 输出。
附图为本发明结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明。
如附图所示，本发明实施例一种单压电堆大位移作动器，包括菱形框架结构的外 部位移放大机构I和内部位移放大机构2，内部位移放大机构2套入外部位移放大机构I 内，外部位移放大机构I的短轴和水平面垂直，内部位移放大机构2和水平面平行，外部位 移放大机构I的长轴两端分别与内部位移放大机构2的短轴两端通过第一刚性连接件3和第二刚性连接件4固定，且内部位移放大机构2的长轴与外部位移放大机构I的长轴相垂 直，压电堆5的两端分别与内部位移放大机构2的长轴内侧两端相固定，并始终处于受压状 态。
本实施例一种单压电堆大位移作动器的工作原理是压电堆5通电后长度增加， 即内部位移放大机构2长轴长度增加，同时作动器在沿X方向输出位移。而该内部位移放 大机构2长轴长度的增加将导致内部位移放大机构2的短轴长度减小，且其减小量相比内 部位移放大机构2长轴长度的增加量按倍数被放大，即相当于内部位移放大机构2在Y方 向上产生位移，该位移借助第一刚性连接件3和第二刚性连接件4，将内部位移放大机构2 沿Y方向的位移传递到外部位移放大机构I的长轴上，并导致外部位移放大机构I的长轴 长度减小，同时外部位移放大机构I长轴长度的减小将导致外部位移放大机构I的短轴长 度增加，同时其增加量按倍数被放大，即相当于作动器在Z方向上输出位移。其结果是该三 轴作动器不但可在三个方向上输出位移，而且Y方向的位移相比X方向被放大了一次，Z方 向的位移相比X方向被放大了两次。
权利要求
1.一种单压电堆大位移作动器,其特征在于包括外部位移放大机构(I)、套入外部位移放大机构(I)内并和其固定的内部位移放大机构(2)，以及置于内部位移放大机构(2)内的压电堆，所述外部位移放大机构(I)和内部位移放大机构(2 )相互垂直放置。
2.根据权利要求1所述的一种单压电堆大位移作动器，其特征在于所述外部位移放大机构(I)和内部位移放大机构(2 )为菱形框架结构。
3.根据权利要求2所述的一种单压电堆大位移作动器，其特征在于外部位移放大机构(I)的长轴两端分别与内部位移放大机构(2)的短轴两端通过第一刚性连接件(3)和第二刚性连接件(4)固定连接，且内部位移放大机构(2)的长轴与外部位移放大机构(I)的长轴相垂直，压电堆(5)的两端分别与内部位移放大机构(2)的长轴内侧两端相固定，并始终处于受压状态。
全文摘要
一种单压电堆大位移作动器，包括外部位移放大机构、套入外部位移放大机构内并和其固定的内部位移放大机构，以及置于内部位移放大机构的压电堆，外部位移放大机构和内部位移放大机构相互垂直放置；本发明通过外部位移放大机构和内部位移放大机构相耦合，通电后压电堆端部沿x方向产生位移，该位移经过内部位移放大机构放大后在Y方向输出，Y方向的位移又被传递到外部位移放大机构上加以放大，并在Z方向输出，这样在XYZ三个方向上都可输出位移，而且Z方向的位移相比X方向被放大了两次，因此在Z方向上具有较大的位移输出；同时本发明结构简单，体积小重量轻。
文档编号H02N2/02GK103001531SQ201210472819
公开日2013年3月27日 申请日期2012年11月20日 优先权日2012年11月20日
发明者敬子建, 徐明龙, 陈杰, 何少泽 申请人:西安交通大学