[发明专利]内置传感装置大位移精密驱动机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种驱动装置，具体是一种内置传感装置大位移精密驱动机构。

背景技术

在光学精密驱动定位，微纳米振动主动控制等领域，精密驱动装置是关键部件。对驱动装置的性能，尤其是在小尺寸空间对可达到的驱动行程、振幅、驱动力和驱动精确度等方面的性能要求越来越高。但是，目前的驱动装置，尤其是智能材料驱动装置，其通常存在驱动精度高，但驱动行程小的缺陷。在空间光学自动控制和精密振动驱动等领域非常需要一种具备小体积、大行程、精密位移或振动驱动的驱动装置。

经过对现有技术的检索发现，2008年5月28日公开的中国专利，申请号为200710125011，其公开了一种智能材料-磁致伸缩驱动器，包括壳体、磁致伸缩棒、线圈支架及驱动线圈，沿磁致伸缩棒的伸缩方向设有一个传递杆，该传递杆的一端与该磁致伸缩棒接触，另一端与一个伸出所述壳体外的输出器接触；传递杆与壳体之间设有弹性部件；所述线圈支架部分或全部由磁性材料制成，并向所述磁致伸缩棒提供偏置磁场。该发明将提供偏置磁场的永磁体与线圈支架合为一体，使结构更为紧凑，可减小驱动器的体积，这样的结构不仅有利于散热，而且通过采用磁浮驱动的最简化方式驱动磁致伸缩棒，降低了磁路磁阻，使磁致伸缩棒的伸缩变化更加灵敏。此外，采用了直接输出的方式，减小了相位变化及失真的问题，进一步简化并优化了结构。但是，这种驱动器存在缺点，是其驱动位移较小，基于磁致伸缩常数，该结构驱动器如果获得大行程驱动，其磁致伸缩材料体，即整个驱动器尺寸将会相当大。不适合微小尺度空间或轻质量驱动装置应用需求的领域。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种内置传感装置大位移精密驱动机构。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种内置传感装置大位移精密驱动机构，包括壳体、驱动装置、位移传递放大部件、内置传感装置、位移输出杆、水平柔性连接件及支点支架，其中，内置传感器与驱动装置相连接并安装在壳体内部，位移传递放大部件安装在壳体外部并通过支点支架与壳体相连接；位移输出杆设置在壳体上，其内端面与内置传感器相连接，其外端面通过水平柔性连接件与位移传递放大部件相连接。

所述壳体靠近位移传递放大部件的一端为左端盖，所述左端盖上设有通孔，位移输出杆安装在该通孔内；所述壳体远离位移传递放大部件的一端为壳体底端，所述壳体底端开有螺纹孔，该螺纹孔内设置有底端调节件；驱动装置与底端调节件之间设置有底端传感器；壳体内壁上设有螺纹。

所述内置传感装置包括传感预应力调节螺母、传感预应力弹簧、传感器垫片、内置传感器、预压应力螺母、预压应力弹簧及轴肩式输出杆，其中，轴肩式输出杆的轴肩内端面与驱动装置的端面接触，轴肩式输出杆上套有预压应力螺母，预压应力螺母可以在壳体内壁螺纹上旋进并可固定在壳体上，预压应力螺母与轴肩式输出杆的轴肩之间设有预压应力弹簧，轴肩式输出杆上套装有内置传感器，内置传感器的外端面依次设有传感器垫片和传感预应力弹簧，传感预应力调节螺母固定在轴肩式输出杆上，并与位移输出杆相接触。

所述驱动装置包括：驱动材料体和驱动激励体，其中，驱动材料体设置在驱动激励体中间；所述驱动材料体为受电或电磁激励后可产生伸缩的材料体，所述可产生伸缩的材料体为磁致伸缩材料体，所述驱动激励体为电磁线圈或电压激励体。

所述驱动装置还可以为多个压电材料组成的压电材料堆块体，所述压电材料堆块体的两侧设有正极和负极。

所述驱动装置还包括辅助激励体，其中，辅助激励体设置在驱动材料体和驱动激励体之间或者设置在驱动激励体外侧；所述辅助激励体为永磁体。

所述位移传递放大部件为以下任一种结构：

- 位移传递放大部件为L型，包括长臂端和短臂端，支点支架设置在长臂端与其短臂端的交接处，长臂端上设有放大调节滑槽，所述长臂端位于壳体的上方或者下方，所述支点支架为轴承式支点支架或弹性式支点支架；或者

- 位移传递放大部件为T型，包括短臂端和以短臂端对称的平面，支点支架设置在短臂端与平面的交接处，所述平面位于壳体的上方或者下方，所述支点支架为轴承式支点支架或弹性式支点支架。当位移传递放大部件为T型时，平面会在轴肩式输出杆往复伸缩过程中直接产生角度往复偏摆驱动动作。

当位移传递放大部件为L型时，内置传感装置大位移精密驱动机构还包括滑块、终端装置和竖直柔性连接件，所述滑块安装在L型位移传递放大部件长臂端的放大调节滑槽上，终端装置通过竖直柔性连接件与滑块相连接。