一种承载式变摩擦力非对称磁压电惯性旋转驱动器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种承载式变摩擦力非对称磁压电惯性旋转驱动器，是一种电磁混合作用驱动机构。驱动器由底座、轴承、轴、旋转主体、磁支架、隔离套、指针和承载装置组成。轴与固定在圆形底座上的轴承连接，顶部安装有指针，隔离套、磁支架通过螺栓与主体块连接，旋转主体与轴过盈配合。当给旋转主体上的压电双晶片施加对称信号时，压电双晶片在非对称夹持下产生非对称惯性力矩，此力矩通过磁支架上的永磁体产生的对称磁场力进一步加强，在承载变摩擦装置的配合下，能实现旋转主体的定向转动，其中的隔离套用于保护驱动器结构。本实用新型的优点在于：摩擦力调节方便、方式新颖、驱动电路简单、运动平稳、无干扰。
【专利说明】
一种承载式变摩擦力非对称磁压电惯性旋转驱动器
技术领域
[0001]本实用新型属于压电精密驱动技术领域，涉及一种承载式变摩擦力非对称磁压电惯性旋转驱动器。
【背景技术】
[0002]微位移驱动器在生物工程、医疗器械、航空航天及救灾设备等领域有着广泛的应用。传统微位移驱动器多采用齿轮、杠杆、精密丝杠或导轨等传动转换方式，传动效率低，精度不高，结构较为复杂，难于控制。精密压电驱动器具有结构简单紧凑、分辨率高、无电磁干扰、行程大等特点，因此已广受关注。
[0003]目前压电惯性驱动器的驱动信号常采用非对称型电信号，其电路系统较为复杂，不利于微型化。对于采用非对称摩擦力实现驱动的压电惯性驱动器，由于摩擦力是非线性的，计算和建模复杂，并且难于控制。
[0004]针对目前压电惯性驱动器所存在的问题，本实用新型提出利用承载式的变摩擦力装置，对称电信号驱动压电双晶片，通过非对称夹持机构形成非对称惯性力矩并经过永磁体磁场力进一步作用，最终实现驱动器的定向驱动，具有摩擦控制方便，驱动电路简单，精度高，输出转速高，行程高，驱动稳定等优点。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是针对目前压电惯性驱动器采用复杂的电信号控制系统，摩擦力难于控制等问题，提出一种承载式变摩擦力非对称磁压电惯性旋转驱动器，利用磁场力和压电效应的混合作用，并以承载量来改变摩擦力作为配合，使摩擦力调整更为方便，为新型压电驱动器的研发提供了一种新思路。
[0006]本实用新型所采用的技术方案是:中心轴4与底板I几何中心上的轴承2内圈过盈配合，旋转主体与轴4过盈配合，压电双晶片606的外伸端用螺栓615固定两个相同的铁质量块607构成驱动臂，另一端用两片相同的夹持片611通过螺栓613固定在L形夹持块614上，永磁体609通过螺栓608固定在磁支架603的悬臂端形成磁臂，且在驱动臂两侧对称布置，运用隔离套616将驱动臂与磁臂隔离，并与分别对称布置的4个磁臂、2个驱动臂通过螺栓610、604同主体块601共同构成旋转主体。托盘6中心开沉孔并通过螺钉5与轴4连接，形成承载装置，通过改变所承受的负载量来改变摩擦力。
[0007]所述承载式变摩擦力装置是在托盘6的几何中心开沉孔，并用螺钉5将其固定在轴4上，可在托盘上加一定量的负载，改变角接触球轴承2承受的轴向力，从而改变轴4与轴承2之间的摩擦力，实现承载式变摩擦力。
[0008]所述隔离套616将磁臂与驱动臂隔离起来，实现在不改变驱动力大小的情况下，不使驱动臂与磁臂之间靠得过近而使被磁臂吸引住，起到保护作用。
[0009]本实用新型旋转主体中永磁体609和铁质量块607具有相同的结构尺寸，永磁体609磁场力对驱动臂端部质量块607具有吸引作用，由于隔离套的存在，磁场力不受影响，同时运用夹持片611和L型夹持块614设计成可调式的夹持差结构，使驱动器可采用对称驱动激励信号进行驱动。
[0010]本实用新型克服了电信号控制系统复杂，摩擦力难于控制等缺点，运用对称电信号作为驱动信号，使驱动电路简单化，运用承载式的变摩擦力装置，使摩擦力调节更加便捷，驱动过程更加稳定。本实用新型所提出的承载式变摩擦力非对称磁压电惯性旋转驱动器属于混合型驱动器，具有低成本、运行稳定、控制方便、机械结构连接方便等优点。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型的结构不意图；
[0012]图2是本实用新型的旋转主体结构示意图；
[0013]图3是本实用新型承载式变摩擦力装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图进一步说明实施方法:
[0015]如图1、图2所示，中心轴4与底板I几何中心上的角接触球轴承2内圈过盈配合，旋转主体与轴4过盈配合，压电双晶片的外伸端粘接两个相同的铁质量块607构成驱动臂，另一端用两片相同的夹持片611通过螺栓613固定在L形夹持块614上，永磁体609通过螺栓608固定在磁支架603的悬臂端形成磁臂，且在驱动臂两侧对称布置，运用隔离套616将驱动臂与磁臂隔离，并与分别对称布置的4个磁臂、2个驱动臂通过螺栓610、604同主体块601共同构成旋转主体。托盘6中心开沉孔并通过螺钉5与轴4连接，形成承载装置，预先加载一定量的负载，来改变驱动器的摩擦力。
[0016]装配时，所述隔磁套616与磁支架603共同用螺栓610和主体块601固定，两侧的磁臂均通过螺栓610固定。
[0017]如图3所示，所述托盘6几何中心开沉孔，通过螺钉5固定于轴上，托盘上放置一定的承载量，来改变承载重，从而改变轴4与轴承2之间的摩擦力，最终实现承载式的变摩擦力。
[0018]本实用新型工作时，施加周期性对称方波激励信号，驱动臂在该信号下由于夹持差的存在产生非对称的驱动力，该力通过永磁体609磁场力的进一步作用，并在承载式变摩擦力装置的配合下，使驱动臂沿轴4中心线方向产生惯性力矩差，实现旋转主体产生旋转角位移差，驱动器将定向运动，指针3用于测量驱动器的运动行程。
【主权项】
1.一种承载式变摩擦力非对称磁压电惯性旋转驱动器，其特征在于，中心轴(4)与底板(I)几何中心上的角接触球轴承(2)内圈过盈配合，旋转主体与轴(4)过盈配合，压电双晶片(606)的外伸端用螺栓(615)固定两个相同的铁质量块(607)构成驱动臂，另一端用两片相同的夹持片(611)通过螺栓(613)固定在L形夹持块(614)上，永磁体(609)通过螺栓(608)固定在磁支架(603)的悬臂端形成磁臂，且在驱动臂两侧对称布置，运用隔离套(616)将驱动臂与磁臂隔离，并与分别对称布置的4个磁臂、2个驱动臂通过螺栓(610、604)同主体块(601)共同构成旋转主体，托盘(6)中心开沉孔并通过螺钉(5)与轴(4)连接，形成承载装置，通过改变负载量来改变摩擦力。2.根据权利要求1所述的承载式变摩擦力非对称磁压电惯性旋转驱动器，其特征在于，所述托盘(6)中心开沉孔并运用螺钉(5)与轴(4)固定连接，形成承载装置。3.根据权利要求1所述的承载式变摩擦力非对称磁压电惯性旋转驱动器，其特征在于，隔离套(616)运用与固定磁臂相同的螺栓(610)固定在主体块(601)上。
【文档编号】H02N2/02GK205490229SQ201620045023
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月7日
【发明人】程光明, 陈康, 温建明, 邢春美, 朱澎锋, 朱苗苗
【申请人】浙江师范大学