[发明专利]基于静摩擦的旋转型压电传动装置及其工作方法

说明书

本发明公开了一种基于静摩擦的旋转型压电传动装置及其工作方法，装置包含壳体、2个旋转轴承、输出轴、2个固定模块和2个驱动模块。固定模块包含8个周向均匀设置在壳体内壁上的固定座，2个固定模块所在平面平行；驱动模块包含8个压电驱动单元；压电驱动单元包含柔性铰链、压电促动器和摩擦块；通过控制压电促动器运动的时序，使摩擦块产生固定步序的周期运动，在摩擦块与输出轴间静摩擦力的作用下使输出轴产生正反、向旋转运动，从而实现装置的正、反向运动工作。本发明可靠性高、输出推力大、精度高，通用性较好，易于推广，具有良好的经济效益。

技术领域

本发明涉及压电驱动领域，尤其涉及一种基于静摩擦的旋转型压电传动装置及其工作方法。

背景技术

旋转型压电传动装置是一种基于压电效应和超声振动的作动器，因其相应速度快、精度高等特点，在航空航天及军工等领域具有极其广泛的应用。但是，受限于其输出扭矩较小，导致其使用过程中只能作为低负载的转动源。因此，如何增大旋转型压电传动装置的转动扭矩成了压电作动器进一步拓宽应用范围、提高装置性能所面临的主要问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种基于静摩擦的旋转压电传动装置及其工作方法。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种基于静摩擦的旋转型压电传动装置，包含壳体、第一至第二旋转轴承、输出轴、第一至第二固定模块、以及第一至第二驱动模块；

所述输出轴两端均设有用于和外部相连的连接键；

所述壳体为两端封闭的空心圆柱体，其两个端面中心均设有通孔；

所述第一旋转轴承、第二旋转轴承分别对应设置在所述壳体两个端面的通孔中，外圈均和壳体固连，内圈均和所述输出轴固连，使得所述输出轴能够相对壳体自由转动；

所述第一固定模块、第二固定模块均包含8个周向均匀设置在壳体内壁上的固定座，且第一固定模块8个固定座所在平面平行于第二固定模块8个固定座所在平面；

所述第一至第二驱动模块均包含8个压电驱动单元；

所述压电驱动单元包含柔性铰链、压电促动器和摩擦块；所述摩擦块包含连接部和摩擦部，其中，所述摩擦部为和所述输出轴侧壁相匹配的弧面、用于抵住输出轴侧壁并通过静摩擦带动输出轴转动；所述连接部一端和所述摩擦部相连、另一端和所述压电促动器的一端相连；所述压电促动器的另一端和所述柔性铰链的一端相连；所述柔性铰链用于弯曲转向、以保证摩擦块和输出轴间不发生滑动摩擦；

所述第一驱动模块的8个压电驱动单元一一对应设置在所述第一固定模块的8个固定座上，第二驱动模块的8个压电驱动单元一一对应设置在所述第二固定模块的8个固定座上；其中，所述压电驱动单元柔性铰链的另一端和其对应的固定座固连，压电驱动单元摩擦块的摩擦部均和输出轴同轴设置且间距为预设的第一距离阈值l₁；

所述第一驱动模块、第二驱动模块中的压电驱动单元均用于向输出轴施加推力使得输出轴旋转，其中，第一驱动模块中8个压电驱动单元施加的推力大小相同、方向相同，第二驱动模块中8个压电驱动单元施加的推力大小相同、方向相同，第一驱动模块、第二驱动模块中压电驱动单元施加的推力大小相同、方向相反。

作为本发明一种基于静摩擦的旋转型压电传动装置进一步的优化方案，还包含第一安装基座和第二安装基座；

所述第一安装基座、第二安装基座对称设置在所述壳体侧壁的两侧，和所述壳体固连；

所述第一安装基座、第二安装基座上均设有安装孔，用于和外界固定进而固定所述壳体。

本发明还公开了一种该基于静摩擦的旋转型压电传动装置的工作方法，包含如下步骤：