[发明专利]一种宏微两级驱动器及其控制方法

说明书

本发明公开一种宏微两级驱动器及其控制方法，属于精密定位技术领域。包括外壳、第二线圈骨架、输出杆、端盖、预紧螺钉和接线端子，外壳内部安装有永磁圆筒，提供径向磁场，其内部设置有第一线圈骨架，用来绕制第一线圈，第二线圈骨架安装在第一线圈骨架内部，用来绕制第二线圈，第二线圈骨架内部设置有超磁致伸缩棒，端盖通过螺栓与第一线圈骨架固定连接，且端盖中心处开有输出孔，输出杆贯穿输出孔，预紧螺钉贯穿圆孔与螺纹孔螺纹连接，第一线圈两端分别连接有第一导线和第二导线。调节通入第一线圈的电流的大小，控制驱动器宏动，调节通入第二线圈的电流的大小，控制驱动器微动，能够实现大行程高精度驱动。

技术领域

本发明属于精密定位技术领域，具体涉及一种宏微两级驱动器及其控制方法。

背景技术

随着高端装备制造业的大力发展，对兼具大行程、高精度、重载荷、快响应精密定位工作台的需求日益增加，宏微两级驱动器解决了精密定位技术中大行程与高精度之间的矛盾，宏微两级驱动器在工程应用中越来越多地被采用。

目前，通常采用串联叠加的安装方式布置宏微两级运动结构，即在宏动机构上直接放置微动机构，导致工作台整体结构复杂，且由于安装存在误差，导致宏微两级驱动之间存在衔接误差。压电陶瓷驱动器是应用最早且技术最成熟驱动装置，在现有宏微复合驱动的精密定位工作台中，微位移驱动器主要采用压电陶瓷驱动器，但压电陶瓷驱动器的输出力小，难以满足重载荷的需求。

因此，为满足我国高端装备制造业对精密定位装置的需求，需要设计研究一种新型的宏微两级驱动器，具有大行程、高精度、重载荷、快响应、结构简单、无衔接误差等优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种宏微两级驱动器及其控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种宏微两级驱动器，包括外壳、第二线圈骨架、输出杆、端盖、预紧螺钉和接线端子，所述外壳内部安装有永磁圆筒，且外壳一侧中心处开有圆孔，所述圆孔一侧开有输电孔，且外壳内部设置有第一线圈骨架，所述第一线圈骨架外围绕接有第一线圈，且第一线圈骨架一侧开有螺纹孔，所述第二线圈骨架安装在第一线圈骨架内部，且第二线圈骨架外围绕接有第二线圈，所述第二线圈骨架内部设置有超磁致伸缩棒，且超磁致伸缩棒一端与输出杆一端固定连接，所述端盖通过螺栓与第一线圈骨架固定连接，且端盖中心处开有输出孔，所述输出杆贯穿输出孔，且输出杆与端盖之间安装有碟簧，所述预紧螺钉贯穿圆孔与螺纹孔螺纹连接，且预紧螺钉一端通过垫片与超磁致伸缩棒另一端连接，所述第一线圈两端分别电性连接有第一导线和第二导线，且第一导线和第二导线均贯穿输电孔与接线端子电性连接，所述第二线圈两端分别电性连接有第三导线和第四导线，且第三导线和第四导线均贯穿输电孔与接线端子电性连接。

优选的，所述外壳一端螺纹连接有固定端盖，且固定端盖与永磁圆筒之间设置有密封圈，所述端盖和第一线圈骨架的外径相同，所述密封圈内径比端盖外径大10毫米。

优选的，所述输出杆为阶梯型结构。

优选的，所述碟簧设置有两个。

优选的，所述圆孔的直径比预紧螺钉头部的直径大30毫米。

优选的，所述壳体、端盖和输出杆均采用导磁性材料制成。

一种宏微两级驱动器的控制方法，包括以下步骤：

S1：第一线圈通入电流I_ma，使第一线圈骨架和第一线圈形成通电导体；

S2：调节I_ma值的大小，控制通电导体所受的力，使通电导体移动到所需位置，实现大范围宏动；

S3：第二线圈中通入电流I_mi，使第二线圈形成通电螺线管，在其内部产生沿轴向的磁场H；