一种内驱动型压电步进精密驱动器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及步进精密驱动器，尤其涉及一种内驱动型压电步进精密驱动器。
【背景技术】
[0002]精密驱动器是自动化装备和现代制造工业的重要器件之一，以压电驱动器为例，近年来，随着电子技术和材料科学的发展，新型压电驱动器的研宄和开发已经取得了巨大的成果，其主要应用领域涵盖了微小机械精密加工、现代细胞生物工程、现代微电子加工中的精密驱动技术、超精密对接、现代高精度测量仪器设备以及其他高精度驱动领域。虽然新型压电驱动器已基本能满足现代生产的需要，但是目前大多压电驱动器其箝位结构与驱动结构相互关联，在操作过程中不可避免的会影响驱动器的驱动精度，如南京航空航天大学研宄的一种箝位式压电电机，虽然在一定程度上避免了电机卡死或行走不畅，保证了驱动器的运行，但是由于其箝位结构与驱动结构相互影响，不可独立调试，在一定程度上影响了驱动精度，降低了驱动器的运行准确性。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种可独立调试、稳定性好、驱动精度高的内驱动型压电步进精密驱动器。
[0004]本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种内驱动型压电步进精密驱动器，包括底座和驱动装置，底座上固定有第一箝位装置和第二箝位装置，第一箝位装置和第二箝位装置分别与驱动装置的两端连接驱动装置的内部设置有驱动压电堆叠。
[0005]按上述方案，所述第一箝位装置包括第一箝位体，第二箝位装置包括第二箝位体，驱动装置的一端穿过第一箝位体，驱动装置的另一端穿过第二箝位体；所述第一箝位体内设置有第一箝位压电堆叠，第一箝位压电堆叠的上端与第一箝位体固定，第一箝位压电堆叠的下端连接有第一箝位块，第一箝位块的下表面与驱动装置连接；所述第二箝位体内设置有第二箝位压电堆叠，第二箝位压电堆叠的上端与第二箝位体固定，第二箝位压电堆叠的下端连接有第二箝位块，第二箝位块的下表面与驱动装置连接。
[0006]按上述方案，所述驱动装置包括通过驱动柔性铰链连接的第一驱动体和第二驱动体，驱动压电堆叠的一端安设在第一驱动体内，驱动压电堆叠的另一端安设在第二驱动体内，所述第一箝位体开设有与第一驱动体配合的第一导向孔，第二箝位体内开设有与第二驱动体相配合的第二导向孔；所述第一驱动体穿过第一导向孔，第二驱动体穿过第二导向
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[0007]按上述方案，第一箝位块的下表面为与第一驱动体外周面相配合的弧面，第二箝位块的下表面为与第二驱动体外周面相配合的弧面。
[0008]按上述方案，第一箝位块通过第一箝位柔性铰链与第一驱动体连接，第二箝位块通过第二箝位柔性铰链与第二驱动体连接。
[0009]本实用新型中的驱动柔性铰链、第一箝位柔性铰链和第二箝位柔性铰链10均是超静定结构的双薄壁柔性铰链。
[0010]本实用新型的有益效果是:1)箝位装置和驱动装置相互独立，箝位和驱动两个操作可以分开调试，互不干扰，在一定程度上提高了本实用新型的驱动精度，减少了故障发生；2)箝位装置和驱动装置的变形过程都是利用超静定结构的双薄壁柔性铰链的弹性变形来实现的，而且形变只出现在箝位压电堆叠或驱动压电堆叠的伸长方向上，其他方向不会变形，进一步保证了本实用新型的驱动精度；3)本实用新型结构简单、操作简单、稳定性好。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型一个具体实施例的结构示意图。
[0012]图2为图1的左视图。
[0013]图3为图1的右视图。
[0014]其中:1、底座；2、第一箝位体；3、第二箝位体；5、第一箝位压电堆叠；6、第二箝位压电堆叠；7、第一箝位块；8、第二箝位块；9、第一箝位柔性铰链；10、第二箝位柔性铰链；11、第一驱动体；12、第二驱动体；13、驱动压电堆叠；14、驱动柔性铰链。
【具体实施方式】
[0015]为了更好地理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步地说明。
[0016]如图1-3所示的一种内驱动型压电步进精密驱动器，包括底座I和驱动装置，底座I上固定有第一箝位装置和第二箝位装置，第一箝位装置和第二箝位装置分别与驱动装置的两端连接，驱动装置的内部设置有驱动压电堆叠13。
[0017]本实施例中，第一箝位装置包括第一箝位体2，第二箝位装置包括第二箝位体3，驱动装置的一端穿过第一箝位体2，驱动装置的另一端穿过第二箝位体3 ;第一箝位体内2设置有第一箝位压电堆叠5，第一箝位压电堆叠5的上端与第一箝位体2固定，第一箝位压电堆叠5的下端连接有第一箝位块7，第一箝位块7的下表面与驱动装置连接；所述第二箝位体3内设置有第二箝位压电堆叠6，第二箝位压电堆叠6的上端与第二箝位体3固定，第二箝位压电堆叠6的下端连接有第二箝位块8，第二箝位块8的下表面与驱动装置连接。
[0018]本实施例中，所述驱动装置包括通过驱动柔性铰链14连接的第一驱动体11和第二驱动体12，第一驱动体11穿过第一箝位体2 (第一驱动体11可在第一箝位体2内左右移动)，第二驱动体12穿过第二箝位体3 (第二驱动体12可在第二箝位体3内左右移动)；驱动压电堆叠13的一端安设在第一驱动体11内，驱动压电堆叠13的另一端安设在第二驱动体12内。
[0019]优选地，第一箝位块7的下表面为与第一驱动体11外周面相配合的弧面；第二箝位块8的下表面为与第二驱动体12外周面相配合的弧面。
[0020]优选地，第一箝位块7通过第一箝位柔性铰链9与第一驱动体11连接，第二箝位块8通过第二箝位柔性铰链10与第二驱动体12连接。
[0021 ] 本实用新型中的驱动柔性铰链14、第一箝位柔性铰链9与第二箝位柔性铰链10均是超静定结构的双薄壁柔性铰链；第一箝位压电堆叠5的上端与第一箝位体2的内表面粘贝占，第一箝位压电堆叠5的下端与第一箝位块7的上表面粘贴，第一箝位块7与第一驱动体11连接；第二箝位压电堆叠6的上端与第二箝位体3的内表面粘贴，第二箝位压电堆叠6的下端与第二箝位块8的上表面粘贴，第二箝位块8与第二驱动体12连接。
[0022]本实用新型的具体工作原理为:以向右驱动为例:初始时，第一箝位压电堆叠5、第二箝位压电堆叠6和驱动压电堆叠13都处于自由伸长状态，第一箝位压电堆叠5通电，在正向电压作用下伸长，通过第一箝位块7压紧第一驱动体11，即实现了第一驱动体11的箝位；继而对驱动压电堆叠13通电，驱动压电堆叠13在正向电压作用下伸长，推动第二驱动体12向右运动(第一驱动体11被压紧)，即实现了向右驱动；接着对第二箝位压电堆叠6通电，第二箝位压电堆叠6在正向电压作用下伸长，通过第二箝位块8压紧第二驱动体12，即实现了第二驱动体12的箝位；然后第一箝位压电堆叠5断电收缩，第一箝位块7向上移动松开第一驱动体11，即实现了第一驱动体11的释放；接着驱动压电堆叠13断电回缩，第一驱动体11左侧向右回缩，完成一个直线运动周期，除驱动装置有向右的位移外，其它结构均恢复至原始位置。重复以上运动过程，则即可实现向右连续运动。本实用新型的向左连续运动原理与向右连续运动的原理相同。
[0023]以上仅为本实用新型的具体实施例，并不以此限定本实用新型的保护范围，在不违反本实用新型设计构思的基础上所做的任何替换和改进，均属本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种内驱动型压电步进精密驱动器，其特征在于，包括底座和驱动装置，底座上固定有第一箝位装置和第二箝位装置，第一箝位装置和第二箝位装置分别与驱动装置的两端连接，驱动装置的内部设置有驱动压电堆叠。2.如权利要求1所述的一种内驱动型压电步进精密驱动器，其特征在于，所述第一箝位装置包括第一箝位体，第二箝位装置包括第二箝位体，驱动装置的一端穿过第一箝位体，驱动装置的另一端穿过第二箝位体； 所述第一箝位体内设置有第一箝位压电堆叠，第一箝位压电堆叠的上端与第一箝位体固定，第一箝位压电堆叠的下端连接有第一箝位块，第一箝位块的下表面与驱动装置连接; 所述第二箝位体内设置有第二箝位压电堆叠，第二箝位压电堆叠的上端与第二箝位体固定，第二箝位压电堆叠的下端连接有第二箝位块，第二箝位块的下表面与驱动装置连接。3.如权利要求2所述的一种内驱动型压电步进精密驱动器，其特征在于，所述驱动装置包括通过驱动柔性铰链连接的第一驱动体和第二驱动体，驱动压电堆叠的一端安设在第一驱动体内，驱动压电堆叠的另一端安设在第二驱动体内；所述第一箝位体开设有与第一驱动体配合的第一导向孔，第二箝位体内开设有与第二驱动体相配合的第二导向孔；所述第一驱动体穿过第一导向孔，第二驱动体穿过第二导向孔。4.如权利要求3所述的一种内驱动型压电步进精密驱动器，其特征在于，第一箝位块的下表面为与第一驱动体外周面相配合的弧面，第二箝位块的下表面为与第二驱动体外周面相配合的弧面。5.如权利要求3所述的一种内驱动型压电步进精密驱动器，其特征在于，第一箝位块通过第一箝位柔性铰链与第一驱动体连接，第二箝位块通过第二箝位柔性铰链与第二驱动体连接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种内驱动型压电步进精密驱动器，包括底座和驱动装置，底座上固定有第一箝位装置和第二箝位装置，第一箝位装置和第二箝位装置分别与驱动装置的两端连接，驱动装置内部设置有驱动压电堆叠，第一箝位装置包括第一箝位体，第二箝位装置包括第二箝位体，第一箝位体内设置有第一箝位压电堆叠；第二箝位体内设置有第二箝位压电堆叠。本实用新型的箝位装置和驱动装置相互独立，箝位和驱动两个操作可以分开调试，互不干扰，在一定程度上提高了驱动精度，减少了故障发生；形变只出现在箝位压电堆叠或驱动压电堆叠的伸长方向上，其他方向不会变形，进一步保证了本实用新型的驱动精度。
【IPC分类】H02N2/06, H02N2/04
【公开号】CN204681268
【申请号】CN201520328177
【发明人】张矢宇, 朱月琴, 刘红俊
【申请人】武汉理工大学
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年5月20日