[发明专利]用于极低温、超高真空环境的紧凑型压电步进旋转装置

说明书

公开了一种用于极低温、超高真空环境的紧凑型步进旋转装置，包括压电陶瓷元件、摩擦件和轴承，所述压电陶瓷元件在发生切向形变时绕旋转轴对所述摩擦件施加旋转驱动力，并且所述轴承与所述摩擦件构成一整体件以提高空间利用率。

技术领域

本申请涉及压电陶瓷步进电机技术领域，且更具体地，涉及一种应用于极低温、超高真空环境的紧凑型压电步进旋转装置。

背景技术

在极低温、超高真空的环境中，由于更低的热噪声以及可以观测到材料更加接近基态的信息，因而极低温、超高真空环境中的物性测量在凝聚态物理等方向的研究中起着至关重要的作用。

随着机电一体化的发展，压电陶瓷步进电机在机电转换中起到越来越重要的作用，比如对低温物性测量中的样品进行调姿。

然而，已知的压电陶瓷步进电机的体积太大，进而导致极低温、超高真空环境的整体体积太大，使整体成本非常大。

因此，需要一种适用于极低温、超高真空环境的结构紧凑的步进旋转装置。

发明内容

为了解决上述技术问题，提出了本申请。本申请的实施例提供了一种用于极低温、超高真空环境的紧凑型步进旋转装置，包括压电陶瓷元件和摩擦件，所述压电陶瓷元件在发生切向形变时绕旋转轴对所述摩擦件施加旋转驱动力。

在本申请的一个实施例中，所述紧凑型步进旋转装置还包括轴承，优选推力轴承，所述轴承与所述摩擦件构成一整体件。

在本申请的一个实施例中，所述紧凑型步进旋转装置还包括连接轴和底座，所述连接轴穿过所述推力轴承、摩擦件和压电陶瓷元件并与所述底座固定。

在本申请的一个实施例中，所述连接轴与所述底座拥有相同角度的斜面以防止两者之间的相对转动。

在本申请的一个实施例中，所述紧凑型步进旋转装置进一步包括压电陶瓷元件连接件，用于连接所述压电陶瓷元件。

在本申请的一个实施例中，所述紧凑型步进旋转装置进一步包括弹性件，所述弹性件向所述压电陶瓷元件施加预压力。

在本申请的一个实施例中，所述弹性件通过至少一个间隔件而与所述压电陶瓷元件间隔开，并通过所述间隔件向所述压电陶瓷元件施加预压力。

在本申请的一个实施例中，所述弹性件固定在所述紧凑型步进旋转装置的底座上。

在本申请的一个实施例中，所述紧凑型步进旋转装置进一步包括角度获取装置，用于确定所述推力轴承的旋转角度。

在本申请的一个实施例中，所述角度获取装置包括电刷和电阻片，所述电刷可在所述电阻片上滑动以获取所述推力轴承的旋转角度。

在本申请的一个实施例中，所述紧凑型步进旋转装置进一步包括盖板，其中，所述电阻片固定在所述盖板上。

在本申请的一个实施例中，所述紧凑型步进旋转装置进一步包括外壳，其中，所述外壳与所述盖板相连接。

与现有技术相比，采用根据本申请实施例的紧凑型步进旋转装置，可以通过切向形变压电陶瓷堆叠与摩擦件通过惯性步进或者分步步进方式驱动摩擦件发生旋转；轴承与摩擦件为一体式设计以提高空间利用率；轴承可用来稳定压电陶瓷元件和摩擦件的旋转轴；弹性件为压电陶瓷元件提供预压力，并利用间隔件限定压电陶瓷元件在垂直于轴方向的自由度。

附图说明

通过结合附图对本申请实施例进行更详细的描述，本申请的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1图示了根据本申请一个实施例的压电步进旋转装置的整体结构示意图。