[发明专利]基于惯性冲击的三自由度压电驱动平台

说明书

本发明公开了一种基于惯性冲击的三自由度压电驱动平台，旨在解决采用基于惯性冲击的三自由度压电驱动的问题。基于惯性冲击的三自由度压电驱动平台主要由输出平台(1)、金属基板(2)、惯性质量块(3)、压电晶片(4)、驱动器连接轴(5)、上滑板(6)、下滑板(7)、圆柱导轨(8)与固定平台(9)组成。系统提供了一种占用空间小、结构简单、检验精度高、操作简便、易于安装、成本较低、性能可靠的基于惯性冲击的三自由度压电驱动平台。

技术领域

本发明涉及一种精密驱动器，更具体的说，它是一种基于惯性冲击的三自由度压电驱动平台。

背景技术

传统的运动平台主要由电磁型旋转电机驱动，这种驱动方式事实性较差，可实现的直线运动定位精度或速度较低并产生电磁干扰。压电驱动器从定位精度、响应速度等方面而言具有明显的优势，基于压电驱动开发的多自由度定位平台研究已成为近年来的热点。但是基于不同种类的压电驱动器的动平台目前仍存在许多不足。采用本发明的压电驱动平台不仅能实现三个自由度的运动，还利用了压电惯性驱动器的精密驱动输出提高了驱动平台的线速度、角速度和驱动力。此外，通过引入导轨来提高压电驱动器定向输出的精度和稳定性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，是针对前述背景技术的缺陷和不足设计一种基于惯性冲击的三自由度压电驱动平台，实现平面三自由度的大行程、高精度、高速度的输出要求。

参阅图1至图10，为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现。本发明所提供的基于惯性冲击的三自由度压电驱动平台包括有输出平台、金属基板、惯性质量块、压电晶片、驱动器连接轴、上滑板、下滑板、圆柱导轨与固定平台。

输出平台放置在驱动器连接轴的顶部与驱动器连接轴螺栓固定连接，四个金属基板插入驱动器连接轴侧面的四个细长槽与驱动器连接轴过盈配合固定，两个压电晶片对称放置在每个金属基板的两侧与金属基板粘接固定连接，两个惯性质量块对称放置在每个金属基板的端部两侧与金属基板螺栓固定连接，驱动器连接轴的底部与上滑板上表面的环形凹槽间隙配合，下滑板的两个短细长钢条和上滑板的两个细长滑槽滑动配合，两个圆柱导轨对称放置于固定平台的内部并与固定平台焊接固定连接，下滑板放置在两个圆柱导轨的顶部。

技术方案中所述的输出平台为钢板制成的圆形零件，输出平台加工有四个关于中心对称的通孔。

技术方案中所述的金属基板为金属板制成的矩形零件，金属基板的末端加工有圆形通孔。

技术方案中所述的惯性质量块为金属块制成的长方体零件，惯性质量块的中心加工有圆形通孔。

技术方案中所述的压电晶片为压电陶瓷制成的矩形薄片零件。

技术方案中所述的驱动器连接轴为钢制圆柱体零件，驱动器连接轴侧面均布加工四个细长槽，驱动器连接轴顶部加工有四个螺纹孔。

技术方案中所述的上滑板由一块矩形钢板制成，上滑板上表面中部加工有环形凹槽、下表面加工有两个平行细长滑槽。

技术方案中所述的下滑板为两块平行短细长钢条和两块平行长细长钢条垂直焊接而成的零件。

技术方案中所述的圆柱导轨为细长圆柱形零件。

技术方案中所述的固定平台是由金属板焊接制成的U型零件。

本发明的有益效果是：

(1)本发明利用压电驱动器驱动与导轨的结合，使部分零件之间构成一个转动副和两个移动副，实现压电驱动平台的三个自由度。具有大行程、高精度、响应快、运动方式灵活的优点。

(2)驱动器四个压电振子关于X、Y轴对称，采用双压电晶片振子相比以往的单压电晶片振子的优点是输出力对称，输出误差小。使得压电驱动平台的输出位移更加稳定，有利于输出位移精度的提高。

附图说明