[发明专利]斜拉式菱形放大机构压电粘滑直线电机及其激励方法

权利要求书

1.一种斜拉式菱形放大机构压电粘滑直线电机，该斜拉式菱形放大机构压电粘滑直线电机由预压力装置（1）、斜拉式定子（2）和动子（3）组成；所述斜拉式定子（2）安装固定在预压力装置（1）上，动子（3）安装固定在预压力装置（1）上；其特征在于预压力装置（1）由下滑台（1-1）、上滑台（1-2）和手动调节螺杆（1-3）组成；所述下滑台（1-1）设置固定动子安装孔（1-1-1）和动子安装基面（1-1-12），通过动子安装孔（1-1-1）将动子（3）固定在动子安装基面（1-1-12）上；下滑台（1-1）设置有沉头孔（1-1-2），下滑台（1-1）内部设置有内侧固定导轨（1-1-11），内侧固定导轨（1-1-11）安装有下导轨安装螺钉（1-1-3）；下滑台（1-1）设置有下弹簧固定螺钉（1-1-9）和预压弹簧（1-1-10）；下滑台（1-1）设置有固定螺钉（1-1-5）、固定保持架（1-1-6）和锁紧螺杆（1-1-7），通过锁紧螺杆（1-1-7）与固定保持架（1-1-6）的螺纹连接将上滑台（1-2）与固定保持架（1-1-6）锁紧固定；下滑台（1-1）设置有手动调节螺杆安装孔（1-1-8）；所述上滑台（1-2）设置有铰链安装孔（1-2-1），通过铰链安装孔（1-2-1）将斜拉式定子（2）与上滑台（1-2）固定；上滑台（1-2）端部设置有上导轨安装螺钉（1-2-2）和上弹簧固定螺钉（1-2-3），上滑台（1-2）侧面设置有固定螺纹孔（1-2-4），通过与锁紧螺杆（1-1-7）采用螺纹连接固定上滑台（1-2），上滑台（1-2）设置有外侧移动导轨（1-2-5）；所述手动调节螺杆（1-3）与手动调节螺杆安装孔（1-1-8）采用螺纹连接预紧斜拉式定子（2）。

2.根据权利要求1所述的一种斜拉式菱形放大机构压电粘滑直线电机，其特征在于斜拉式定子（2）由斜拉式菱形运动转换机构（2-1）、调整垫片（2-2）、压电堆叠（2-3）和预紧螺钉（2-4）组成；所述斜拉式菱形运动转换机构（2-1）采用斜拉梁式菱形柔性铰链结构；斜拉式菱形运动转换机构（2-1）设置有铰链固定孔（2-1-1）和斜拉式菱形铰链（2-1-2）；斜拉式菱形运动转换机构（2-1）设置有运动足（2-1-4）和斜拉式运动转换器（2-1-3）；斜拉式菱形运动转换机构（2-1）设置有预紧螺钉安装孔（2-1-5），通过预紧螺钉安装孔（2-1-5）与预紧螺钉（2-4）采用螺纹连接将压电堆叠（2-3）固定；所述压电堆叠（2-3）的前后端面与预紧螺钉（2-4）之间设置有调整垫片（2-2）。

3.根据权利要求1所述的一种斜拉式菱形放大机构压电粘滑直线电机，其特征在于动子（3）为双列交叉滚柱导轨，包括固定滑轨（3-1）、运动滑轨（3-2）、滚柱保持架（3-3）和端部限位螺钉（3-4）；固定导轨（3-1）通过动子安装孔（1-1-1）固定在动子安装基面（1-1-12）上，所述固定滑轨（3-1）和运动滑轨（3-2）端部安装有端部限位螺钉（3-4），固定滑轨（3-1）通过滚柱保持架（3-3）与运动滑轨（3-2）间接接触。

4.根据权利要求2所述的一种斜拉式菱形放大机构压电粘滑直线电机，其特征在于斜拉式定子（2）的斜拉式菱形铰链（2-1-2）设置有铰链短轴和铰链长轴，铰链短轴的长度为A，铰链长轴的长度为B，其长轴与短轴的比值K=B/A为斜拉式菱形铰链（2-1-2）在垂直于驱动方向的微位移放大倍数，其微位移的放大倍数K取值为1~10。

5.根据权利要求2所述的一种斜拉式菱形放大机构压电粘滑直线电机，其特征在于斜拉式定子（2）的斜拉式菱形运动转换机构（2-1）设置有斜拉式运动转换器（2-1-3），斜拉式运动转换器（2-1-3）与运动足（2-1-4）形成夹角值θ，其中θ取值为20°~65°。

6.根据权利要求2所述的一种斜拉式菱形放大机构压电粘滑直线电机，其特征在于斜拉式定子（2）的运动足（2-1-4）端面涂有陶瓷类或玻璃纤维类摩擦材料。

7.一种斜拉式菱形放大机构压电粘滑直线电机激励方法，该激励方法基于权利要求1所述的斜拉式菱形放大机构压电粘滑直线电机实现；所述激励方法特征在于驱动波为锯齿波，摩擦调控波为正弦波，其中锯齿驱动波周期为T₁，激励电压幅值为V₁，对称性为D，微幅摩擦正弦调控波周期为T₂，激励电压幅值为V₂，锯齿驱动波与微幅摩擦正弦调控波的周期比为T₁/T₂=10~100000，激励电压幅值比为V₁/V₂大于2。