[实用新型]一种具有犁形结构的非对称惯性压电直线驱动器

说明书

技术领域

本实用新型属于压电精密驱动领域，涉及一种具有犁形结构的非对称惯性压电直线驱动器。

背景技术

随着科技的进步，在机械工程、航空航天、生物医疗、精密仪表仪器等领域，对精密驱动的要求越来越高，传统的机械驱动方式已经难以满足需求，因此新型的驱动方式成为了研究热点。由于压电材料具有响应特性好、分辨率高、易微型化、单位输出能力强等特点，以压电材料作为驱动元件的压电驱动器在精密驱动领域中的应用研究日益增多。

压电驱动器是利用压电材料的逆压电效应将电能转化为机械能的驱动器。近年来以压电材料制作的超声式压电马达、直动式压电电机、步进式压电驱动器、惯性式压电驱动器等开发应用较多，其中惯性式压电驱动器具有行程大、结构简单、造价低、运动速度快等优点，已成为目前的热点研究方向，现有的压电惯性驱动器大多是应用锯齿波非对称电信号驱动对称夹持的压电振子，但这种驱动器驱动电路信号不易于产生、机构不容易控制、有较大回退运动等缺点，并且当前具有犁形结构作用的惯性压电驱动器研究也较少。

鉴于目前压电惯性驱动器所存在的问题，本实用新型提出一种具有犁形结构的非对称惯性压电直线驱动器。

发明内容

本发明提供一种具有犁形结构的非对称惯性压电直线驱动器，以解决目前存在的驱动器驱动电路信号不易于产生、机构不容易控制、有较大回退运动等问题。

本发明采取的技术方案是：顶盖中部设置悬臂梁，悬臂梁通过螺栓和夹持块与压电双晶片一端固接，压电双晶片另一端粘接质量块，以此形成驱动机构。

本发明所述的悬臂梁端部与夹持块形成非对称夹持，悬臂梁为长夹持侧，夹持块为短夹持侧，并配合对称波形电信号激励压电双晶片，以此获得非对称的驱动力。

本发明所述的驱动器底板两侧设有犁形驱动足形成犁形结构，通过犁形结构控制前进和后退方向上的摩擦力变化。

本发明所述的顶盖与底板由圆柱梁一、圆柱梁二、圆柱梁三、圆柱梁四通过过盈配合连接。

本发明的优点是结构新颖简单，采用非对称夹持的压电双晶片作为驱动源，配合对称波形电信号和非对称的摩擦力，可略去复杂的电路系统；通过犁形结构的设计可有效提高驱动性能，减弱惯性压电驱动器回退的现象。

附图说明

图1为具有犁形结构的非对称惯性压电直线驱动器整体结构示意图；

图2为顶盖结构三视图；

图3为犁形结构三视图；

图4为夹持块左视图与主视图；

图5为驱动机构图。

具体实施方式

驱动器顶盖1中部设置悬臂梁12，悬臂梁12通过螺栓10和夹持块11与压电双晶片9一端固接，并在压电双晶片9另一端粘接质量块7，以此形成驱动机构；悬臂梁12端部与夹持块11形成非对称夹持，悬臂梁12为长夹持侧，夹持块11为短夹持侧，再配合对称波形电信号激励压电双晶片9，以此获得非对称的驱动力。

驱动器底板4两侧设有犁形驱动足5形成犁形结构，通过犁形结构控制前进和后退方向上的摩擦力变化；顶盖1与底板4由圆柱梁一2、圆柱梁二3、圆柱梁三6、圆柱梁四8通过过盈配合连接。

工作方式：

给压电双晶片施加对称方波激励信号，压电双晶片会在其厚度方向上往复振动，由于悬臂梁和夹持块非对称配合，非对称夹持压电双晶片，故使驱动臂来回振动时所产生的振幅不同，产生的惯性驱动力就会形成惯性力差，以此为驱动器驱动力，且往长夹持侧惯性力大于往短夹持侧惯性力。

在驱动器犁形结构的作用下，驱动器往图1所示左侧运动时摩擦力小，往图1所示右侧运动时摩擦力变大，由于驱动机构在悬臂梁长夹持侧(图1所示左侧)产生惯性力更大，在夹持块短夹持侧(图1所示右侧)产生惯性力更小，故在一个周期内驱动器往图1所示左侧运动位移大，往图1所示右侧运动位移小，总体往图1所示左侧前进一步。并且可通过合理方式控制驱动器在短夹持侧的惯性力，使其小于往图1所示右侧运动时的摩擦力，此时，驱动器往短夹持侧的惯性力不足以克服摩擦力而使驱动器往图1所示右侧运动，故驱动器往图1所示右侧无位移，以此达到控制回退的作用。