变摩擦式非对称夹持惯性压电旋转驱动器的制造方法
【专利摘要】本实用新型所述的变摩擦式非对称夹持惯性压电旋转驱动器，其金属基板分别和两片压电晶片连接形成压电双晶片，金属基板的一端通过螺钉固连冲击质量块，另一端和连接件通过夹持体在平头十字切槽螺钉的作用下进行固定。通过调整金属基板的夹持位置改变夹持差。利用对称波形电信号作为激励信号，压电元件快速变形产生周期性双向不同的惯性冲击力。驱动元件通过主体与楔形足相连接，在不同旋转方向产生不同的摩擦力，从而有效减弱了惯性压电旋转驱动器回退的现象，实现驱动器定向的旋转运动。本实用新型结构简单，器件可靠性高，无电磁干扰，激励信号易于产生，机构容易控制，具有高的定位精度。
【专利说明】变摩擦式非对称夹持惯性压电旋转驱动器
【技术领域】
[0001]本实用新型属于微小、精密机械驱动领域。
【背景技术】
[0002]近年来，随着微/纳米技术的迅猛发展，在生物医学工程、精密机械、机器人、计算机、自动控制、精密测量、精密器件微制造、超精密加工等【技术领域】对微小型机械的驱动技术的需求日益增多。作为微驱动技术的核心，微/纳米级微驱动技术在这种需求下成为人们关注的焦点。传统精密驱动主要采用机械式，如精密丝杠副及滚动/滑动导轨、精密螺旋楔块机构等，但由于存在间隙、摩擦、爬行等问题，其精度很难满足要求，在这种条件下发展出许多新型的驱动方式，例如静电吸引式、电磁式、磁致伸缩式、形状记忆合金式以及压电式等。压电陶瓷是一种广泛应用于精密微驱动领域的功能材料，具有功耗低、无电磁干扰、响应速度快等优点，以压电材料为驱动元件的驱动器成为近年来精密驱动装置的一个重要分支。而惯性式压电驱动器因其在工作行程、分辨率、工作频率、运动速度、频率响应、制造成本、受压电元件滞环蠕变影响程度等方面具有独特的优势已经发展成为压电精密驱动的一个重要部分。
[0003]现有的压电惯性驱动器大多是应用锯齿波信号这种非对称电信号驱动对称夹持的压电振子，但这种驱动器驱动信号不易于产生、机构不容易控制，有较大回退运动等缺点。
[0004]鉴于目前压电惯性驱动器所存在的问题，本实用新型提出一种非对称夹持惯性压电旋转驱动器，其在对称波形电信号激励下，产生不同的惯性驱动力，使压电驱动器产生具有位移差的双向运动。并通过设置带有犁沟作用的楔形摩擦足结构，改变驱动器不同运动方向的摩擦力，实现驱动器的定向旋转运动。`
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是:通过非对称夹持机构的设计，采用对称波形电信号作为激励信号获得不同方向的惯性冲击力差，并通过特殊结构楔形足的设计改变不同运动方向的摩擦力，实现驱动器的定向旋转运动。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:
[0007]所述的压电晶片(3)与金属基板(4)采用导电胶并联相粘结。
[0008]所述的金属基板(4)的一端与连接件(9)通过夹持体(6)与平头十字切槽螺钉
(5)的作用连接在一起，另一端通过平头十字切槽螺钉(2)和螺母(10)连接质量块(I)。
[0009]所述的夹持体(6)上有与所述平头十字切槽螺钉(5)相适应的螺纹孔。
[0010]所述的夹持体(6)与连接件(9)采用可移动式连接。
[0011]所述的连接件(9)采用非对称结构布置，安装时使两压电双晶片关于主体⑶中心两侧对称。
[0012]所述的金属基板⑷和质量块⑴在主体⑶两侧均采用对称布置。[0013]所述的主体⑶与圆锥滚子轴承(19)，支撑板(15)与圆锥滚子轴承(19)均采用过盈配合。
[0014]所述的四个楔形摩擦足(12)结构相同，且所有的足都在同一水平面上。
[0015]所述的底板(15)在支柱(11)上采用位置可移动式固定。
[0016]本发明的有益效果是:所述的变摩擦式非对称夹持惯性压电旋转驱动器通过非对称夹持机构的设计，采用对称波形电信号激励，有效减弱了对称夹持驱动器结构复杂、锯齿波驱动信号不易于产生、机构不容易控制的缺点。通过带犁沟作用的楔形摩擦足结构的设计，有效减弱了惯性压电驱动器回退的现象。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为变摩擦式非对称夹持惯性压电旋转驱动器的整体结构示意图；
[0018]图2为变摩擦式非对称夹持惯性压电旋转驱动器的整体结构左视图；
[0019]图3为变摩擦式非对称夹持惯性压电旋转驱动器的主剖视图；
[0020]图4为变摩擦式非对称夹持惯性压电旋转驱动器的俯视图。
【具体实施方式】
[0021]如图1和图4所示，装置中所用的螺钉均为平头十字切槽螺钉，连接件(9)与主体(8)通过平头十字切槽螺钉(7)与螺母(20)的作用连接在一起，金属基板一端与连接件
(9)和夹持体(6)通过平头十字切槽螺钉(5)的作用连接在一起，夹持体(6)可以沿着连接件(9)的长度方向移动，从而改变夹持差的大小，进而改变压电双晶片在不同方向上惯性冲击力的大小，以此形成压电双晶片不同运动方向的位移差值。
[0022]采用支撑板(13)支撑圆锥滚子轴承(19)和主体⑶来稳定驱动器，支撑板(13)与主体(8)之间采用圆锥滚子轴承(19)连接。底盘(14)与主体(8)通过平头十字切槽螺钉(22)连接，楔形足(12)通过平头十字切槽螺钉(23)固定在底盘(14)上，支柱(11)与支撑板(13)被平头十字切槽螺钉(17)固定在一起.[0023]通过调整底板(15)在支柱(11)上的固定位置，可以改变楔形足(12)与底板(15)之间的压力，进而改变惯性压电旋转驱动器在旋转过程中的摩擦力，从而减弱了惯性压电旋转驱动器回退的现象，实现惯性压电旋转器的定向旋转。
【权利要求】
1.一种变摩擦式菲对称夹持惯性压电旋转驱动器，其包括金属基板(4)、夹持体(6)、连接件(9)、主体(8)、支撑板(13)、支柱(11)、底盘(14)、楔形足(12)和底板(15)，其特征在于:所述的惯性驱动器采用非对称夹持，所述的惯性压电驱动器设有楔形足结构。
2.根掘权利要求1所述的变摩擦式非对称夹持惯性压电旋转驱动器，其特征在于连接件(9)采用非对称结构布置，使压电双晶片关于主体中心两侧对称。
3.根据权利要求1所述的变摩擦式非对称夹持惯性压电旋转驱动器，其特征在于主体(8)和连接件(9)的接触面采用非完全的圆弧面，便于两结构的同心度配合和固定。
4.根据权利要求1所述的变摩擦式非对称夹持惯性压电旋转驱动器，其特征在于金属基板(4)和连接件(9)的固定采用可移动式夹持体(6)固定。
5.根掘权利要求1所述的变摩擦式非对称夹持惯性压电旋转驱动器，其特征在于底板(15)在支柱上采用可移动式水平固定，便于调节楔形足(12)与底板(15)之间的接触压力。
6.根据权利要求1所述的变摩擦式非对称夹持惯性压电旋转驱动器，其特征在于通过支撑板(13)的设计，稳定驱动器。
7.根据权利要求1 所述的变摩擦式非对称夹持惯性压电旋转驱动器，其特征在于旋转驱动器采用对称波形信号作为激励信号。
【文档编号】H02N2/12GK203457075SQ201320378773
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年6月19日 优先权日:2013年6月19日
【发明者】程光明, 张海滨, 李新辉, 温建明, 曾平, 胡意立, 张忠华 申请人:浙江师范大学