[发明专利]一种基于压电陶瓷驱动的大行程作动器

说明书

本发明公开了一种基于压电陶瓷驱动的大行程作动器，属于作动器相关技术领域，其通过设置压电陶瓷堆、滑块和行程放大单元匹配工作，基于压电陶瓷体的逆压电效应来驱动滑块移动，再将滑块的移动转化为行程放大单元中两连杆的相对转动，继而由行程放大机构将滑块的行程放大传递到插拔件上，完成插拔件的插/拔工序。本发明的作动器，其结构简单，设置简便，通过行程放大机构可大幅放大滑块的滑动行程，整个过程控制简单，可恢复性强，精度高，并可通过改变行程放大单元的设置数量和/或滑块的滑动距离来实现作动器行程驱动距离的改变，从而大大提升作动器的兼容性，实现作动器的大行程控制，具有较好的推广应用价值。

技术领域

本发明属于作动器相关技术领域，具体涉及一种基于压电陶瓷驱动的大行程作动器。

背景技术

作动器作为一种行程控制机构，在多个领域得到了广泛的应用，如机电系统和武器系统中；随着现代工业和科学技术的不断发展，对作动器的性能也提出了更多的要求，使得其不断向小型化、大行程、高响应速度等方向发展。

在现有技术中，传统的作动器大多是基于电磁或者火药直接驱动来完成作动过程，其中，电磁驱动的作动器主要由衔铁、轭铁、线包组件、弹簧、销子等组成，利用线包组件通电后产生磁场，使软磁材料制作的衔铁、轭铁磁化，衔铁与轭铁的磁力克服弹簧抗力，衔铁运动带动销子运动，继而完成作动器的作动过程，该结构往往存在着驱动力较小、驱动行程较短等问题；而火药驱动的作动器主要是利用火药燃烧产生气体驱动活塞做功，由活塞带动销子运动来完成作动器的作动过程，但是，受结构、气体压力传递方向和密封等因素影响，火药驱动器在实际应用中往往存在着可靠性低、能量转换效率低、安全性差等问题，且火药驱动的作动器往往为一次性驱动，即作动器的驱动是不可恢复式的，因而其应用范围往往比较局限，无法有效适用于需要循环驱动的应用环境，具有较大的局限性。

在作动器技术领域，压电陶瓷具有响应频率高、驱动力大、线性度好等优点，但其输出位移量较小，在许多应用场合无法充分满足各种执行机构的运动要求，故而其应用也具有一定的局限性，无法有效应用到大行程作动器中。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于压电陶瓷驱动的大行程作动器，其通过设置压电陶瓷堆、滑块和行程放大单元匹配工作，基于压电陶瓷体的逆压电效应来驱动滑块移动，再将滑块的移动转化为行程放大单元中两连杆的相对转动，继而由至少一个行程放大单元将滑块的滑动行程放大并传递到作动器一端的插拔件上，完成插拔件的插/拔工序，有效实现了作动器的大行程控制，扩大了作动器的应用范围。

为实现上述目的，本发明提供一种基于压电陶瓷驱动的大行程作动器，包括内部中空并呈筒状结构的壳体和分别设置在所述壳体两端的底座与插拔件，其特征在于，

所述底座固定设置于所述壳体的一端，其与所述插拔件之间设置有行程放大机构，且在所述壳体的另一端上对应所述插拔件固定设置有压螺，以及在所述底座上设置有两个压电陶瓷堆，并对应两所述压电陶瓷堆分别设置有滑块；其中，

所述行程放大机构包括至少一个行程放大单元，所述行程放大单元由一对连杆交叉设置而成，两所述连杆的交叉处以转动轴活动连接，以使得两所述连杆可绕该转动轴相对转动，继而该行程放大机构的一端可通过该侧的两所述连杆端部活动连接所述插拔件的一侧，且该行程放大机构的另一端可通过该侧的两所述连杆端部分别活动连接对应的所述滑块；

所述插拔件呈阶梯轴结构，其一端为外径较小的插拔端，另一端为外径较大的限位端，对应所述插拔端在所述压螺上开设有贯穿两端面的第一通孔，所述插拔端可对应穿过并突出该第一通孔，并以所述限位端的端面抵接所述压螺的内表面，以完成所述插拔件的引导和限位；