一种可实现回退抑制的摩擦力可调双压电粘滑驱动平台及方法

文档序号:41075600发布日期:2025-02-28 17:08阅读:43来源:国知局
技术特征:

1.一种可实现回退抑制的摩擦力可调双压电粘滑驱动平台,其特征在于,所述的摩擦力可调双压电粘滑驱动平台包括基座(1)、第一交叉滚柱导轨(2.1)、第二交叉滚柱导轨(2.2)、工作滑台(3)、陶瓷摩擦片(4)、光栅尺(5)、光栅尺读数头(6)和驱传动模块(8);所述的第一交叉滚柱导轨(2.1)、第二交叉滚柱导轨(2.2)安装于基座(1)上;所述工作滑台(3)安装于第一交叉滚柱导轨(2.1)、第二交叉滚柱导轨(2.2)上;所述陶瓷摩擦片(4)和光栅尺(5)分别安装于工作滑台(3)底部;所述光栅尺读数头(6)安装于基座(1)的支架上,且位于工作滑台(3)下方,光栅尺读数头(6)的基面与光栅尺(5)的基面平行,光栅尺(5)与光栅尺读数头(6)构成传感单元;所述驱传动模块(8)安装于基座(1)上。

2.根据权利要求1所述的一种可实现回退抑制的摩擦力可调双压电粘滑驱动平台,其特征在于,所述的驱传动模块(8)包括柔性结构、陶瓷驱动足、大压电陶瓷、小压电陶瓷、预紧楔形块和应变片;具体的:

3.根据权利要求2所述的一种可实现回退抑制的摩擦力可调双压电粘滑驱动平台,其特征在于,所述的第一组应变片(15.1)和第二组应变片(15.2)均由四个应变片组成,分别贴于第一变刚度柔性梁(9.1)与第二变刚度柔性梁(9.2)上,随第一、第二陶瓷驱动足(10.1)、(10.2)的运动,对应的第一组、第二组应变片(15.1)、(15.2)随第一、第二变刚度柔性梁(9.1)、(9.2)发生变形;每组应变片组成的全桥惠斯通电桥将电阻变化转换为电压变化,表征陶瓷驱动足和陶瓷摩擦片间的接触力大小。

4.根据权利要求2所述的一种可实现回退抑制的摩擦力可调双压电粘滑驱动平台,其特征在于,所述的正向驱动源,安装于第一预紧楔形块(13.1)中从动楔形块顶部沟槽与第一变刚度柔性梁(9.1)底部沟槽形成的安装槽中;所述的负向驱动源安装于第二预紧楔形块(13.2)中从动楔形块顶部沟槽与第二变刚度柔性梁(9.2)底部沟槽形成的安装槽中。

5.根据权利要求2所述的一种可实现回退抑制的摩擦力可调双压电粘滑驱动平台,其特征在于,所述的柔性结构中,第一变刚度柔性梁(9.1)位于柔性铰链架(9.3)左上方,底部具有安装大压电陶瓷(11.1)的沟槽;第二变刚度柔性梁(9.2)位于柔性铰链架(9.3)右上方,底部具有安装大压电陶瓷(11.2)的沟槽。

6.根据权利要求2所述的一种可实现回退抑制的摩擦力可调双压电粘滑驱动平台,其特征在于,每个预紧楔形块由底部主动楔形块和顶部从动楔形块组成,其中从动楔形块上具有安装小压电陶瓷的沟槽。

7.一种可实现回退抑制的摩擦力可调双压电粘滑驱动方法,其特征在于,所述的摩擦力可调双压电粘滑驱动方法基于权利要求1-6任一所述的可实现回退抑制的摩擦力可调双压电粘滑驱动平台实现,包括以下步骤:

8.根据权利要求7所述的一种可实现回退抑制的摩擦力可调双压电粘滑驱动方法,其特征在于,所述的可实现回退抑制的摩擦力可调双压电粘滑驱动平台工作时,采用双压电陶瓷驱动,其中,小压电陶瓷在周期性的对称电压信号激励下完成步进模式驱动,实现粗定位;大压电陶瓷在缓慢上升的锯齿波电压信号激励下缓慢伸长,完成扫描模式驱动,实现精定位;同时为不同质量的负载提供不同恒定初始电压下的辅助预紧力。

9.根据权利要求7所述的一种可实现回退抑制的摩擦力可调双压电粘滑驱动方法,其特征在于,正向步进模式驱动具体步骤如下:

10.根据权利要求7所述的一种可实现回退抑制的摩擦力可调双压电粘滑驱动方法,其特征在于,所述的扫描模式驱动在步进模式驱动后执行;扫描模式驱动时,小压电陶瓷不伸长,大压电陶瓷缓慢伸长,驱动工作滑台(3)在水平轴方向运动,完成精定位。


技术总结
一种可实现回退抑制的摩擦力可调双压电粘滑驱动平台及方法,属于微驱动精密定位技术领域。该平台主要由基座、交叉滚柱导轨、工作滑台、陶瓷摩擦片、光栅尺、光栅尺读数头、紧固螺钉和驱传动模块组成。驱传动模块中的柔性结构包括两个对称分布的变刚度柔性梁,利用寄生运动原理完成高一致性的双向运动,配合施加有序激励信号使接触点执行椭圆运动轨迹,有效减小回退位移。本发明提出初始预紧和动态压电预紧结合的方式,实现摩擦力自适应调整以适应不同质量负载;采用双压电陶瓷驱动原理实现大行程跨尺度亚纳米定位。本发明可满足大范围、高精度兼容的驱动器设计要求,能够实现大行程跨尺度亚纳米定位、保证输出特性,整体结构紧凑,适合批量生产。

技术研发人员:袭萌萌,潘鹏,石佳,戴军跃,张伟
受保护的技术使用者:大连理工大学
技术研发日:
技术公布日:2025/2/27
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