[实用新型]一种基于压电驱动的折叠式关节

说明书

本实用新型公开了一种基于压电驱动的折叠式关节，包含第一关节臂、第二关节臂、压电驱动装置、安装架、铰接座和铰接条；压电驱动装置包含包含第一至第二压电作动器、连接轴、第一至第二连接圆环、弹簧以及第一至第四轴承；第二关节臂的一端分别和压电驱动装置的第一连接圆环、第二连接圆环固连；第一关节臂一端通过安装架和第一压电作动器固连；铰接条一端通过铰接座和第二压电作动器铰接、另一端和第一关节臂的内壁铰接。本实用新型结构简单紧凑，易于实现小型化，能够在真空强磁场等极端环境下工作，且能够对关节的连接处由于重力引起的微小间隙进行调整。

技术领域

本实用新型涉及压电驱动技术和自动铺设关节技术领域，尤其涉及一种基于压电驱动的折叠式关节。

背景技术

核聚变试验过程中，托卡马克装置在强磁上、超大电流、超低温、极高温等极端工况下运行，装置内各部件的强度、刚度、寿命经受严酷的考验，因此对真空室内壁进行定期的检测与维护是保证核聚变试验正常运行的一项必要工作。现有的关节+机械臂的有轨式机器人，关节在ITER装置真空室的铺设时间过长、铺设过程复杂，增加了机器人维护作业时间，降低了作业效率。此外，由于关节臂本身的长度和重力影响、以及装备的精度和间隙，关节的两个关节臂连接处经常会产生上面的间隙大于下面的间隙，使得两关节臂不能在一个平面上。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种基于压电驱动的折叠式关节。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种基于压电驱动的折叠式关节，包含第一关节臂、第二关节臂、压电驱动装置、安装架、铰接座和铰接条；

所述压电驱动装置包含包含第一压电作动器、第二压电作动器、连接轴、第一连接圆环、第二连接圆环、弹簧以及第一至第四轴承；

所述第一压电作动器、第二压电作动器均包含驱动圆环、连接杆、矩形梁、第一至第二扭振压电元件组、以及第一至第二弯振压电元件组；所述矩形梁为长方体，包含第一至第四侧面和两个端面，其中，第一侧面平行于第三侧面，第二侧面平行于第四侧面；所述连接杆为柱体，其一个端面和所述矩形梁的一个端面固连，另一个端面为弧面、和所述驱动圆环的侧面固连；所述连接杆、矩形梁同轴且轴线经过所述驱动圆环的中心，所述驱动圆环的两个端面和矩形梁的第一侧面平行；所述第一扭振压电元件组、第二扭振压电元件组对称设置在第一侧面中心、第三侧面中心，均包含第一至第四扭振压电元件，所述第一至第四扭振压电元件均和所述矩形梁粘接，形成田字格正方形，均沿厚度方向极化且相邻扭振压电元件的极化方向相反；所述第一扭振压电元件组、第二扭振压电元件组的扭振压电元件的极化方向相反；所述第一弯振压电元件组、第二弯振压电元件组对称设置在第一侧面、第三侧面上，均包含两个弯振压电元件；第一弯振压电元件组的两个弯振压电元件对称设置在所述第一扭振压电元件组的两侧、和所述矩形梁粘接，均沿厚度方向极化且极化方向相同；所述第一弯振压电元件组、第二弯振压电元件组中弯振压电元件的极化方向相同；所述驱动圆环的一个端面上周向均匀设有m个驱动齿，m为大于等于3的自然数；

所述第一连接圆环、第一压电作动器的驱动圆环、第二压电作动器的驱动圆环、第二连接圆环依次层叠，内壁分别通过第一至第四轴承和所述连接轴相连；第一压电作动器的驱动圆环上的驱动齿和所述第一连接圆环靠近第一压电作动器驱动圆环的端面相抵，第二压电作动器的驱动圆环上的驱动齿和所述第二连接圆环靠近第二压电作动器驱动圆环的端面相抵；所述弹簧套在连接轴上，一端和所述第一压电作动器的驱动圆环相抵、另一端和所述第二压电作动器的驱动圆环相抵；

所述安装架包含第一安装片、第二安装片；所述第一安装片、第二安装片对称设置在所述第一压电作动器的第二侧面中心、第四侧面中心，其上均设有通孔，用于固定所述第一压电作动器；

所述铰接座和所述第二压电作动器第二侧面中心固连；