[发明专利]夹心式悬臂梁复合弯曲振动工作模式的可解锁螺母

说明书

技术领域

本发明属于利用螺纹副连接的紧固件及传动件领域。

背景技术

基于螺纹副形式的紧固件与传动件在当今各行业中的装备、系统、装置及机构中应用十分广泛。对于螺纹副连接副来讲，主要存在两种工作状态，分别为螺纹自锁状态和非自锁状态，其中后者也可称为解锁状态。对于螺纹副的自锁工作状态，所采用的螺纹副一般应满足螺纹自锁条件，即螺纹升角小于螺纹副间的当量摩擦角，主要应用场合为零部件的紧固、滑动传动导轨以及进行力传递的千斤顶等方面；对于螺纹副的解锁工作状态，即满足螺纹升角大于螺纹副间的当量摩擦角，主要是利用螺母与螺杆间的旋合传递系统的运动和动力输出，具体体现在以下三个方面，一是实现旋转运动与直线运动间的转换，二是用于调整系统中各零部件间的相互位置，三是以较小的输入转矩获得较大的输出推力等。目前，对于螺纹副间自锁与解锁两种工作状态的转换与控制，往往需要同时采用具有自锁功能的自锁螺母与相应解锁机构联合工作才能实现，这类通过附加解锁结构方式实现螺纹副的自锁与解锁状态转换功能的机构存在结构复杂、操作繁琐、制作成本高等问题，限制了螺纹副紧固件与传动件的应用场合。

发明内容

为了方便、快速、灵活地实现螺纹副间自锁与解锁两种工作状态的转换与控制，本发明提出了一种夹心式悬臂梁复合弯曲振动工作模式的可解锁螺母。

所述夹心式悬臂梁复合弯曲振动工作模式的可解锁螺母，是由悬臂梁状态的螺母基体、压电伸缩圆环组成；

悬臂梁状态的螺母基体为悬臂梁约束方式，悬臂梁状态的螺母基体为T型设计结构，其T型大直径端采用悬臂梁约束方式并加工有若干个用于安装固定用的定位孔；其T型小直径的外圆面上开有一周环槽，悬臂梁状态的螺母基体的内圆面上设置有内螺纹，悬臂梁状态的螺母基体的内螺纹中旋转连接有螺杆，内螺纹的螺纹升角小于内螺纹与螺杆连接螺纹副间的当量摩擦角；压电伸缩圆环由多片压电伸缩片组成；所有压电伸缩片为圆环垫片形，压电伸缩片的圆周方向上设置有多个扇形极化区和多个扇形绝缘隔离区，多个扇形极化区与多个扇形绝缘隔离区相互间隔连续圆周布置，所述扇形极化区与扇形绝缘隔离区的数量相等并大于等于，且都为偶数，压电伸缩片的多个扇形极化区的伸缩方向与压电伸缩片的厚度方向相同，多片压电伸缩片依次叠加连接；每个压电伸缩片上的相邻扇形极化区的驱动相位差180度；压电伸缩圆环镶嵌在悬臂梁状态的螺母基体的环槽中，压电伸缩圆环的两侧端面分别与环槽内的两侧端面连接；所述压电伸缩圆环的驱动方式为行波激振工作模式或驻波激振工作模式；行波激振工作模式为所述压电伸缩圆环中的多片压电伸缩片为两片成一组，每组中两片压电伸缩片的扇形极化区与扇形极化区相正对，且它们的驱动相位相同；相邻组之间的扇形极化区与扇形绝缘隔离区相正对；相邻组的驱动相位差90度；驻波激振工作模式为一组单独驱动，每组中两片压电伸缩片的扇形极化区与扇形极化区相正对，且它们的驱动相位相同。

本发明能在压电伸缩片输入驱动信号时，使螺母基体的自锁工作状态改变为解锁工作状态，即螺纹副间的摩擦系数大幅度减小，使螺母基体与螺杆之间的自锁工作状态消失。本发明还具有结构简单、制作成本低、应用范围广的优点，可用于机械传动系统中的通断、定位及速度控制等方面，扩展了螺纹副紧固件与传动件的应用领域。

附图说明

图1是本发明的夹心式悬臂梁复合弯曲振动工作模式的可解锁螺母中旋转连接有螺杆1-1后的结构示意图；

图2是图1中压电伸缩圆环2展开分解后的结构示意图；

图3是图2中压电伸缩片2-1结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：参见图1、图2、图3进行说明，本具体实施方式是由悬臂梁状态的螺母基体1、压电伸缩圆环2组成；