[发明专利]一种基于叠层压电陶瓷的纤维推出装置及其工作方法

权利要求书

1.一种基于叠层压电陶瓷的纤维推出装置，其特征在于，包括压电微位移输出单元(a)、手动调节微动平台(b)、L型连接块Ⅰ(c)、L型连接块Ⅱ(d)、底座(e)；

其中，所述L型连接块Ⅱ(d)、L型连接块Ⅰ(c)、手动调节微动平台(b)依次布置于底座(e)上，且纵截面呈L型的L型连接块Ⅱ(d)底部与底座(e)固定，手动调节微动平台(b)通过横截面呈L型的L型连接块Ⅰ(c)与L型连接块Ⅱ(d)固定；

所述压电微位移输出单元(a)包括双板簧框型结构(a1)、叠层压电陶瓷(a2)、顶针(a3)，所述双板簧框型结构(a1)包括一侧开口的框型结构及布置于框型结构开口中部的中柱结构，且中柱结构两侧均通过双板簧结构与框型结构实现连接；所述双板簧框型结构(a1)一侧通过安装螺钉(b2)固定于手动调节微动平台(b)的调节螺纹面(b11)上，其另一侧通过安装于中柱结构前端的顶针(a3)正对L型连接块Ⅱ(d)上的工作面(d6)；所述叠层压电陶瓷(a2)预紧于双板簧框型结构(a1)中，且叠层压电陶瓷(a2)上引出正极接线(a21)与负极接线(a22)，通过叠层压电陶瓷(a2)驱动中柱结构及顶针(a3)输出相应的位移。

2.根据权利要求1所述一种基于叠层压电陶瓷的纤维推出装置，其特征在于，所述手动调节微动平台(b)的调节螺纹面(b11)可手动实现水平及竖直方向的位移调节。

3.根据权利要求2所述一种基于叠层压电陶瓷的纤维推出装置，其特征在于，所述L型连接块Ⅱ(d)的工作面(d6)上布置有通过压紧片(d2)和压紧螺钉(d3)紧固的纤维玻片(d1)，且工作面(d6)中部设置有割缝(d4)用以存放推出的纤维。

4.根据权利要求3所述一种基于叠层压电陶瓷的纤维推出装置，其特征在于，还包括显微镜(f)、薄膜式压力传感器(h)以及激光位移传感器(g)；

所述显微镜(f)对准顶针(a3)与L型连接块Ⅱ(d)的工作面(d6)交汇处，用于观察顶针(a3)与纤维玻片(d1)对准情况；所述薄膜式压力传感器(h)布置于L型连接块Ⅱ(d)的工作面(d6)与纤维玻片(d1)之间，用于测量压电微位移输出单元(a)的输出力大小；所述双板簧框型结构(a1)的中柱结构侧面通过紧固螺钉(a42)安装有激光对准片(a41)，且激光位移传感器(g)发射的激光直射于激光对准片(a41)上，用于测量压电微位移输出单元(a)的位移输出。

5.根据权利要求4所述一种基于叠层压电陶瓷的纤维推出装置的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)取下双板簧框型结构(a1)上的顶针(a3)，通过正极接线(a21)与负极接线(a22)将电压递增的驱动信号输入叠层压电陶瓷(a2)，驱使双板簧框型结构(a1)的中柱结构直接接触顶撞纤维玻片(d1)，标定薄膜式压力传感器(h)与压电微位移输出单元(a)输出力的关系；

2)给双板簧框型结构(a1)装上顶针(a3)，通过正极接线(a21)与负极接线(a22)将叠层压电陶瓷(a2)接入电荷放大器，调节手动调节微动平台(b)的调节螺纹面(b11)使得顶针(a3)缓慢靠近纤维玻片(d1)，通过显微镜(f)观察顶针(a3)与纤维玻片(d1)的对准情况，持续调节调节螺纹面(b11)直到电荷放大器出现示数，而后固定调节螺纹面(b11)；

3)将递增阶梯波驱动信号经由功率放大器输入到叠层压电陶瓷(a2)，驱使压电微位移输出单元(a)带动顶针(a3)做步进运动，将单根纤维推出纤维玻片(d1)，同时通过激光位移传感器(g)及薄膜式压力传感器(h)采集压电微位移输出单元(a)的输出位移变化情况以及输出力变化情况，通过标定关系计算纤维推出过程的界面结合力。