[发明专利]一种基于逆挠曲电效应的运动机构锁紧装置及锁紧方法

权利要求书

1.一种基于逆挠曲电效应的运动机构锁紧装置，所述的运动机构包括基座(1)和基座(1)上部设置的旋转装置(9)，所述的旋转装置(9)为杯口朝下的圆杯体结构，其特征在于：所述锁紧装置包括基座(1)上设置的支撑杆(6)、敏感单元(5)和若干只弧形结构的金属块(3)；支撑杆(6)垂直设置在基座(1)上，敏感单元(5)为环形结构，水平设置在支撑杆(6)的顶部；若干只金属块(3)均匀设置在敏感单元(5)的外圈；若干只金属块(3)的外圈设置有环形绝缘条(2)；环形绝缘条(2)外圈与旋转装置(9)的杯体内壳之间设置有间隙；所述的敏感单元(5)由挠曲电介电材料制成，敏感单元(5)的内侧和外侧分别镀有内侧金属电极(7)和外侧金属电极(4)，内侧金属电极(7)和外侧金属电极(4)通过引线(10)连接至外部的电源。

2.根据权利要求1所述的基于逆挠曲电效应的运动机构锁紧装置，其特征在于：环形绝缘条(2)采用硅橡胶制成。

3.根据权利要求1所述的基于逆挠曲电效应的运动机构锁紧装置，其特征在于：金属块(3)为钨块。

4.根据权利要求1所述的基于逆挠曲电效应的运动机构锁紧装置，其特征在于：挠曲电介电材料为非极化钛酸锶钡。

5.根据权利要求1所述的基于逆挠曲电效应的运动机构锁紧装置，其特征在于：外侧金属电极(4)和内侧金属电极(7)为厚度10nm的蒸镀金层。

6.根据权利要求1所述的基于逆挠曲电效应的运动机构锁紧装置，其特征在于：支撑杆(6)采用不锈钢材料制成。

7.根据权利要求1所述的基于逆挠曲电效应的运动机构锁紧装置，其特征在于：支撑杆(6)和敏感单元(5)的内圈之间粘接有环形绝缘条(2)。

8.根据权利要求1所述的基于逆挠曲电效应的运动机构锁紧装置，其特征在于：基座(1)上设置有引线(10)穿出的导管(11)。

9.根据权利要求1所述的基于逆挠曲电效应的运动机构锁紧装置，其特征在于：环形绝缘条(2)的外圈与旋转装置(9)的杯体内壳之间的间隙为微米级别。

10.权利要求1-9任意之一所述的基于逆挠曲电效应的运动机构锁紧装置实现运动机构的锁紧方法，其特征在于：环形的敏感单元(5)在若干只弧形结构的金属块(3)的重力作用下内部产生沿环形径向方向的应变梯度；

当外部的电源通过内侧金属电极(7)和外侧金属电极(4)输入相应电压至敏感单元(5)后，施加的电压会沿着挠曲电材料应变梯度方向产生电场梯度，使环形结构的敏感单元(5)产生沿环形径向方向扩展的机械应变，驱动环形绝缘条(2)卡住旋转装置(9)的杯体内壳，达到对运动机构锁紧的作用；

当外部的电源电压为零时，敏感单元(5)产生的机械应变归零，环形绝缘条(2)与杯体内壳之间保持间隙状态，运动机构的锁紧解除，恢复运动状态。