[发明专利]一种实现双向驱动的粘滑式压电驱动器及控制方法

权利要求书

1.一种实现双向驱动的粘滑式压电驱动器，其特征在于，所述驱动器包括导轨（1）和滑块（2）组成的导轨滑块模组、柔顺驱动机构（3）、正向驱动压电陶瓷（4）、负向驱动压电陶瓷（5）、XY微调平台（7）、底座（8）、调节螺钉（9）；其中，正向驱动压电陶瓷（4）和负向压电驱动陶瓷（5）由调节螺钉（9）固定在柔顺驱动机构上，通过旋动调节螺钉（9）能够将正向驱动压电陶瓷（4）和负向驱动压电陶瓷（5）固定在柔顺驱动机构（3）的压电陶瓷固定槽（19）中，还能够调节驱动压电陶瓷与柔顺驱动机构（3）之间的预紧力；通过调节XY微动平台（7）来调整柔顺驱动机构与滑块之间的接触条件；柔顺驱动机构包括基座（15）、固定孔组（16）、伪刚体杆（14）、直梁型柔性铰链（17）和正圆形柔性铰链（18），其中，直梁型柔性铰链（17）包括直梁型柔性铰链一（17a）、直梁型柔性铰链二（17b）；正圆形柔性铰链（18）包括正圆形柔性铰链一（18a）、正圆形柔性铰链二（18b）、正圆形柔性铰链三（18c）；直梁型柔性铰链一（17a）、直梁型柔性铰链二（17b）和正圆形柔性铰链三（18c）为柔性平移铰链，即在柔顺驱动机构（3）变形的过程中会发生平移；正圆形柔性铰链一（18a）、正圆形柔性铰链二（18b）、正圆形柔性铰链三（18c）为柔性弯曲铰链，即在柔顺驱动机构（3）变形的过程中会发生弯曲；正圆形柔性铰链三（18c）既为柔性平移铰链，又为柔性弯曲铰链；柔顺驱动机构上的固定孔组（16）位于柔顺驱动机构基座（15）上；直梁型柔性铰链一（17a）、直梁型柔性铰链二（17b）和正圆形柔性铰链一（18a）为伪刚体杆（14）和柔顺驱动机构基座（15）的连接结构；正圆形柔性铰链一（18a）和正圆形柔性铰链二（18b）为伪刚体杆（14）之间的连接结构，所述伪刚体杆（14）包括一组对称设置的子伪刚体杆，每组子伪刚体杆包括两个平行设置的体杆一和体杆二，以及倾斜设置的体杆三，体杆三的两端分别与体杆一的顶端和体杆二的顶端固定，体杆一顶端低于体杆二的顶端，体杆三与体杆一连接的一端靠近柔顺驱动机构基座的中心线。

2.根据权利要求1所述的一种实现双向驱动的粘滑式压电驱动器，其特征在于，导轨滑块模组包括：导轨（1）、能够在导轨（1）上滑动的滑块（2）、和设置导轨（1）上的滚柱及滚柱保持架（20）。

3.根据权利要求1所述的一种实现双向驱动的粘滑式压电驱动器，其特征在于，柔顺驱动机构（3）是对称的一体化结构，且柔顺驱动机构中部留有压电陶瓷安装槽（22）用于压电陶瓷的对正和安装；在调节螺钉（9）和压电陶瓷之间垫有垫片以保护压电陶瓷不受到损伤。

4.根据权利要求1所述的一种实现双向驱动的粘滑式压电驱动器，其特征在于，两块压电陶瓷分别驱动滑块正向和负向运动；其中，正向驱动压电陶瓷通以满足设定条件的锯齿波电压信号时滑块发生正向位移；负向驱动压电陶瓷通以满足设定条件的锯齿波信号时滑块发生负向位移。

5.根据权利要求1所述的一种实现双向驱动的粘滑式压电驱动器，其特征在于，所述底座（8）应固定于隔振台上，其上有多组固定孔组，XY微动平台（7）和导轨（1）经固定孔固定于基座上，柔顺驱动机构（3）经固定孔固定于XY微动平台（7）上。

6.一种权利要求1所述的实现双向驱动的粘滑式压电驱动器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、根据驱动方向需求选择负向驱动压电陶瓷（4）或正向驱动压电陶瓷（5）；

步骤2、向选择的驱动压电陶瓷通以锯齿波信号，通以信号的时间长短由需要驱动的位

移来控制；

步骤3、驱动到指定位置后压电陶瓷需持续通电以使滑块（2）保持固定，以便于后续

操作。

7.根据权利要求6中所述的一种双向粘滑式压电驱动器的控制方法，其特征在于，锯齿波电压信号为具有一段缓慢上升与一段迅速下降的锯齿波电压信号。

8.根据权利要求6所述的一种双向粘滑式压电驱动器的控制方法，其特征在于，当某一块压电陶瓷通以电压信号时，另一块压电陶瓷应处于不工作状态，即不输入电压信号。