[发明专利]一种具有力放大特性的四杆粘滑电机及驱动方法

权利要求书

1.一种具有力放大特性的四杆粘滑电机，其特征在于：包含基座(8)、滑块(2)、导轨块(3)、压电叠堆(5)、柔性弹环(7)和铰链四杆力放大机构(6)；导轨块(3)固定在基座(8)中，滑块(2)可滑动地设置在导轨块(3)上，柔性弹环(7)布置在铰链四杆力放大机构(6)和基座(8)之间，铰链四杆力放大机构(6)和柔性弹环(7)通过预紧件(4)安装在基座(8)上，铰链四杆力放大机构(6)的输出端与滑块(2)之间的间隙通过预紧件(4)实现可调，铰链四杆力放大机构(6)上布置有压电叠堆(5)，压电叠堆(5)的驱动力经铰链四杆力放大机构(6)放大后作用于滑块(2)。

2.根据权利要求1所述一种具有力放大特性的四杆粘滑电机，其特征在于：所述铰链四杆力放大机构(6)包含底座(6-0)、固定端铰链(6-1)、驱动端铰链(6-2)、输入端铰链(6-3)、驱动杆(6-4)、连接杆(6-5)、导向铰链组(6-6)和运动块(6-7)；底座(6-0)上切割形成导向铰链组(6-6)和运动块(6-7)，导向铰链组(6-6)对称分布于运动块(6-7)两端，底座(6-0)通过固定端铰链(6-1)与连接杆(6-5)相连，驱动杆(6-4)通过输入端铰链(6-3)与运动块(6-7)相连，驱动杆(6-4)通过驱动端铰链(6-2)与连接杆(6-5)相连，压电叠堆(5)通过螺钉(1)嵌入底座(6-0)内并与运动块(6-7)相顶靠，驱动杆(6-4)与滑块(2)之间的间隙通过预紧件(4)实现可调。

3.根据权利要求1或2所述一种具有力放大特性的四杆粘滑电机，其特征在于：所述导轨块(3)包含圆柱滚子(3-1)和限位板(3-2)，限位板(3-2)固定在导轨块上，圆柱滚子(3-1)布置在限位板(3-2)的孔中，圆柱滚子(3-1)上下端分别与导轨块三角槽(3-3)和滑块三角槽(2-1)线接触。

4.根据权利要求3所述一种具有力放大特性的四杆粘滑电机，其特征在于：所述柔性弹环(7)包含两个平板(7-1)和两个弧环(7-2)，两个平板(7-1)间隔平行设置，两个平板(7-1)之间布置有与二者相连的两个弧环(7-2)，一个平板(7-1)与底座(6-0)相接触，另一个平板(7-1)与基座(8)固接。

5.根据权利要求2所述一种具有力放大特性的四杆粘滑电机，其特征在于：压电叠堆(5)施加电压伸长并驱动运动块(6-7)向外运动，连接杆(6-5)绕固定端铰链(6-1)逆时针摆动，驱动杆(6-4)绕输入端铰链(6-3)顺时针摆动，压电叠堆(5)的驱动力经铰链四杆力放大机构(6)放大并作用于滑块(2)，调节连接杆(6-5)和驱动杆(6-4)的长度、连接杆(6-5)和驱动杆(6-4)与底座(6-0)的夹角可实现改变驱动力的放大倍数。

6.一种具有力放大特性的四杆粘滑电机的驱动方法，其特征在于：包含以下步骤：

一、将压电叠堆(5)嵌入底座(6-0)内并与运动块(6-7)相顶靠，工作前通过调整预紧件(4)，调整驱动杆(6-4)和滑块(2)之间的距离，从而调节驱动杆(6-4)和滑块(2)的接触力，进而调节驱动杆(6-4)和滑块(2)之间的初始摩擦力；

二、给铰链四杆驱动机构(6)中压电叠堆(5)施加周期性三角锯齿波电压，初始压电叠堆(5)没有施加电压，滑块(2)保持在初始位置，当压电叠堆(5)得电缓慢伸长，输出驱动力，并将运动块(6-7)向外推，使得连接杆(6-5)绕固定端铰链(6-1)逆时针摆动，驱动杆(6-4)绕输入端铰链(6-3)顺时针摆动，从而使得驱动杆(6-4)与滑块(2)之间产生静摩擦力，在摩擦力作用下带动滑块产生移动，当压电叠堆(5)失电迅速缩短，驱动杆(6-4)恢复到原始状态，而滑块(2)在惯性力和滑动摩擦力作用下会产生一个水平回退位移，重复施加该三角锯齿波驱动电压，则可实现滑块(2)的连续大行程水平移动。