外接棘轮式压电驱动器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于压电精密机械驱动领域，涉及一种新型压电精密驱动器。
【背景技术】
[0002]利用压电元件工作的压电驱动器具有大行程、分辨率高、结构紧凑、响应特性好、无电磁干扰、易于控制等优点，在光电产品装配、微精密机械、精密器件微制造、超精密加工等领域得到日益广泛应用。
[0003]近几年来，压电驱动器特别是利用压电双晶片作驱动单元的压电惯性冲击式驱动器的研宄呈蓬勃发展趋势，利用非对称的电信号激励压电双晶片产生不同的冲击力，形成驱动器定向运动，由于采用了非对称信号激励，因此驱动控制系统较复杂，不利于微小型集成化，进而成本也相对较高。
[0004]鉴于目前利用压电双晶片作为驱动单元的压电驱动器所存在的问题，本实用新型提出一种外接棘轮式压电驱动器，该驱动器采用了将压电驱动原有机理与机械传动相结合的复合传动模式，使得驱动控制信号得以采用控制较为简单的对称方波信号，打破了传统压电驱动器只能使用控制较为复杂的非对称锯齿波信号的现状，并可以使驱动器构件实现周期性的间歇运动。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种新型的外接棘轮式压电驱动器，以解决现有的压电惯性精密驱动器只能采用非对称波形电信号作为驱动信号，驱动控制系统复杂，成本高的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:
[0007]所述外轮⑴通过轴承(3)与固定主轴⑷装配在一起，轴承(3)通过外轮(I)背离棘轮(6)的一侧轮毂孔内制有的凸肩定位，外轮⑴轮毂孔与轴承(3)采用过盈连接。
[0008]所述棘轮(6)为轮辐式结构，棘轮(6)上结构对称的辐条由压电双晶片(9)和棘轮(6)上的金属基板构成。
[0009]所述的压电双晶片(9)与棘轮(6)上的金属基板采用导电胶相粘接。
[0010]所述固定主轴(4)上开有键槽，棘轮(6)通过与固定主轴(4)采用键连接的方式固装在固定主轴(4)上。
[0011]所述的棘爪(7)通过螺栓、螺母、垫片等紧固件(8)与外轮(I)连接，螺栓直径较大一侧无外螺纹且长度略大于棘爪(7)宽度，螺栓与棘爪(7)采用间隙配合。
[0012]所述的弹簧(2)用于使棘爪(7)与棘轮(6)保持接触，以保证棘轮机构工作的可靠性。
[0013]所述的基板(10)用于支撑主体保持驱动器的稳定，基板(10)上有与固定主轴(4)相适应的安装孔。
[0014]本实用新型具有的优势在于:利用棘轮结构传动解决了传统压电惯性冲击精密驱动器只能采用较难产生的非对称波形电信号驱动的问题，使得驱动控制系统得到简化，除此之外，采用本实用新型提供的压电驱动器，还具有机械结构简单，成本低等特点。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型正面的等轴测视图。
[0016]图2为本实用新型背面的等轴测视图(不含基板)。
[0017]图3为本实用新型的结构爆炸图。
[0018]图4为本实用新型的棘轮部分的主视图。
【具体实施方式】
[0019]参照图1、图2及图3，本实用新型外接棘轮式压电驱动器主要是由外轮(1)、弹簧
(2)、轴承(3)、固定主轴(4)、键(5)、棘轮(6)、棘爪(7)、紧固件(8)、压电双晶片(9)、基板
(10)组成。装配时，先使所述固定主轴(4)的有外螺纹一端固定于所述基板(10)上；将键
(5)放入固定主轴(4)上的键槽内，再将结构为轮辐式的棘轮(6)通过与固定主轴(4)以键连接的方式固装在固定主轴(4)上；将轴承(3)装入固定主轴(4)上，然后将外轮(I)以过盈连接的方式安装在轴承(3)上，轴承(3)两端应分别与固定主轴(4)端面与外轮(I)的凸肩充分接触不留间隙；将棘爪(7)分别依次接在棘轮￠)上，棘爪(7)与棘轮￠)的齿面保持接触不留间隙，同时使用紧固件(8)将棘爪(7)与外轮(I)连接，螺母垫片等旋入螺栓带有外螺纹部分压紧外轮(1)，外轮(I)另一侧与螺栓中间端面压紧不留间隙；棘爪(7)与外轮(I)应略保留一定的间隙，棘爪(7)与螺栓采用间隙配合以保证棘爪(7)可以从棘轮(6)齿面上滑动；将弹簧(2)依次通过外轮(I)上的弹簧导杆装入，弹簧(2)与棘爪(7)保持充分接触，装配即完成。
[0020]参照图2及图4，轮辐式结构棘轮(6)上的每块金属基板和压电双晶片(9)构成结构对称的辐条，本实用新型外接棘轮式压电驱动器工作时，所有压电双晶片(9)在对称波电信号的激励下同时朝同一方向摆动，当压电双晶片(9)向逆时针方向摆动时，双晶片(9)对棘轮中心形成逆时针转矩，棘爪(7)便伸入棘轮(6)的某一齿的齿间，棘轮(6)推动棘爪
(7)从而带动外轮⑴转过一定角度。随后压电双晶片(9)向顺时针方向往回摆动，对棘轮中心形成顺时针转矩，棘爪(7)在棘轮￠)的该齿背上滑过，跳跃至棘轮(6)其他齿上，由此完成一个周期循环。所述驱动器即通过压电双晶片(9)的双向来回微小摆动来驱动外轮
(I)进而实现宏观上的连续转动。
[0021]参照图1，基板(10)的形状尺寸均不固定，达到保持整个驱动器的稳定的作用即可，可直接通过螺钉等和竖直接触面接触固定。
【主权项】
1.一种外接棘轮式压电驱动器，所述驱动器主要由外轮(1)、弹簧(2)、轴承(3)、固定主轴(4)、键(5)、棘轮(6)、棘爪(7)、紧固件(8)、压电双晶片(9)、基板(10)组成，外轮(1)与固定主轴(4)通过轴承(3)装配在一起，外轮(1)背离棘轮(6)的一侧轮毂孔内制有凸肩以便定位轴承(3)，外轮(1)轮毂孔与轴承(3)采用过盈连接，其特征在于:棘轮(6)为轮辐式结构，压电双晶片(9)和棘轮(6)上的金属基板构成结构对称的辐条，棘轮(6)通过键连接固装在固定主轴(4)上，压电驱动器结构中的压电双晶片振子(9)工作时，引发棘轮(6)产生双向微小摆动，在棘轮棘爪传动机构的配合下进而带动外轮(1)产生单向转动。2.根据权利要求1所述的外接棘轮式压电驱动器，其特征在于:控制压电双晶片(9)所用激励信号为对称方波信号。
【专利摘要】本实用新型涉及一种外接棘轮式压电驱动器。驱动器主要有外轮、固定主轴、棘轮、棘爪及压电双晶片构成。棘轮通过键连接固装在固定主轴上，外轮通过轴承装配于固定主轴上。棘轮为轮辐式结构，金属基片和压电晶片粘接形成压电双晶片构成外形对称的棘轮辐条部分。驱动元件(即：压电双晶片振子)利用对称方波作为激励信号，压电双晶片振子快速变形产生周期性双向冲击力，使得棘轮产生双向微小摆动，进而通过棘轮传动机构带动外轮单向转动，形成定向转动的精密驱动器。本实用新型具有机械结构简单，成本低，易于控制，分辨率高等优点。
【IPC分类】H02N2/06, H02N2/04
【公开号】CN204633638
【申请号】CN201520261519
【发明人】杨旭豪, 刘国君, 杨志刚, 刘建芳, 于辉, 李新波, 吴越
【申请人】吉林大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月28日