一种基于弹簧复位的粘滑式压电惯性直线驱动器的制作方法

本实用新型属于压电精密驱动领域，具体涉及一种基于弹簧复位的粘滑式压电惯性直线驱动器。

背景技术：

随着微纳米技术的迅猛发展，传统的驱动器已无法满足诸多领域中对高精度驱动与定位的应用需求，在超精密加工、精密仪表微制造、精密测量、医疗器械、国防军工、航天等相关技术领域对于精密驱动器的依赖也越来越强。压电精密驱动技术作为一种新型驱动技术，因其输出精度高、响应速度快、结构紧凑等显著优势，被广泛应用于各类精密驱动装置中，逐渐成为国内外科研机构的研究热点，并在各领域得到了广泛应用。

到目前为止，国内外对于压电驱动器的研究也已经取得一定程度上的进展，各种各样的压电驱动器被研制出来，根据采用的驱动原理与运动方式的不同，压电驱动器大致可以分为直动式压电驱动器、步进式压电驱动器、超声式压电驱动器、尺蠖式压电驱动器以及惯性式压电驱动器等。其中，惯性压电驱动器则可以分为电信号控制式、摩擦控制式和非对称结构控制式三类。

国际上研发出的惯性驱动器常采用压电叠堆作为驱动元件。但压电叠堆驱动器会进一步加剧压电晶片的输出位移与驱动电压之间多值对应的迟滞现象，本实用新型提供一种基于弹簧复位的粘滑式压电惯性直线驱动器，在实现压电叠堆往复运动功能的同时，尽可能地减小压电叠堆的迟滞现象。

技术实现要素：

本实用新型提供一种基于弹簧复位的粘滑式压电惯性直线驱动器，在实现压电叠堆往复运动功能的同时，为减小压电叠堆的迟滞现象提供一种解决方案。

本实用新型采取的技术方案是：质量块固定在压电双晶片的自由端，压电双晶片夹持端通过夹紧螺栓和夹持条连接到T形块上，T形块通过固定螺钉与运动轴连接在一起，限位环固定在运动轴上，和支撑板、弹簧共同作用限制运动轴的位置，移动块与移动导轨间隙配合，移动导轨放置在盖板上，与支撑板的凹槽间隙配合，连接螺钉穿过盖板的滑动槽将移动导轨和运动轴连接在一起，盖板和支撑板榫接，滑动轴承固定在支撑板上，运动轴穿过滑动轴承，支撑板固定在底板上。

本实用新型的优点在于：结构简单且易于制作，对称激励信号容易产生与控制，运动平稳，晶片型压电振子驱动元件价格低，在医疗器械、精密加工中具有较好的运用价值。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的非对称夹持差结构；

图3是本实用新型盖板的零件图；

图4是现有技术中一种基于非对称夹持结构的粘滑式压电精密驱动器中非对称夹持差结构和粘滑式结构在方波信号下带动运动轴运动的工作原理图；

图5是现有技术中一种基于非对称夹持结构的粘滑式压电精密驱动器方波信号的波形图。

具体实施方式

两个相同的磁铁质量块1通过磁力分别固定在压电双晶片一2和压电双晶片二20的自由端，压电双晶片一2和压电双晶片二20的夹持端通过螺栓和夹持条3连接在T形块5上，T形块5通过固定螺钉4与运动轴14连接在一起，限位环一19和限位环二13通过螺钉固定在运动轴14上，弹簧一18被限位环一19和支撑板一7限制位置，弹簧二12被限位环二13和支撑板二11限制位置，移动块10与移动导轨6间隙配合，移动导轨6放置在盖板8上，与支撑板一7和支撑板二11的凹槽间隙配合，连接螺钉9穿过盖板8的滑动槽将移动导轨6和运动轴14连接在一起，盖板8分别与支撑板一7和支撑板二11榫接，滑动轴承一17固定在支撑板一7上，滑动轴承二16固定在支撑板二11上，运动轴14穿过滑动轴承一17和滑动轴承二16，支撑板一7和支撑板二11固定在底板15上。

本实用新型的工作方式：采用如图2所示的非对称夹持差结构作为驱动源，在如图5所示的方波信号的控制下输出驱动力，非对称夹持差结构和移动块10对应于方波信号各个时期的工作状态如图4所示。在a-b阶段由于非对称夹持差结构会输出较小的驱动力，形成一个较小的位移X1。在d-e阶段由于非对称夹持差结构会输出较大的驱动力，形成一个较大的位移X2。在a-b阶段由于非对称夹持差结构输出的力较小，移动导轨6的运动速度相对较慢，移动块10和移动导轨6之间的摩擦力使两者不发生相对滑动，一起运动。在d-e阶段由于非对称夹持差结构输出的力较大，移动导轨6的运动速度相对较块，移动块10和移动导轨6之间发生相对滑动，形成一个位移ΔX，实现了驱动器的位移输出。