[发明专利]基于丝杆自锁的拉压对称双向大位移压电作动器及方法

摘要

一种基于丝杠自锁的拉压对称双向大位移压电作动器及方法，该作动器包括两个相对设置的上下菱形约束环及安装其内的上下压电堆，上下菱形约束环的上下端分别与上下套筒固接，下无刷电机定子设置于上下套筒中间并与上下套筒固接，上套筒上端外侧连接有支撑柱，支撑柱穿过并连接上无刷电机定子再连接上承载板，带有上下承载螺母的丝杠从上述所有零件中心穿过，上承载螺母设置于上承载板与上套筒之间并留有间隙，下承载螺母设置于上下菱形约束环相对的两端并留有间隙；本发明还公开了该作动器的作动方法；本发明依靠梯型丝杆自锁使输出力大幅提升且钳位可靠，并且采用两只相对设置的压电堆实现了拉压力对称双向输出，此作动器各零件加工精度要求不高，装配简单。

主权项

一种基于丝杠自锁的拉压对称双向大位移压电作动器，其特征在于：包括下菱形约束环(7)和安装于下菱形约束环(7)内的下压电堆(6)，下菱形约束环(7)的下端与下套筒(5)的下端内侧通过螺栓连接为一体，下菱形约束环(7)的上端凸出一小台作为承载肩，下套筒(5)的上端贴紧于下无刷电机定子(4)的下端面，下无刷电机定子(4)的上端面贴紧于上套筒(3)的下端，上套筒(3)、下无刷电机定子(4)和下套筒5通过螺栓连接为一体，上套筒(3)的上端内侧通过螺栓连接与上菱形约束环(8)的上端连接，上菱形约束环(8)内安装有上压电堆(9)，上菱形约束环(8)的下端凸出一小台作为承载肩，上套筒(3)的上端外侧面中心位置凸出一小台作为承载肩，上套筒(3)的圆周方向分布有多个螺纹孔用于连接多个支撑柱(10)，多个支撑柱(10)穿过并采用过盈配合连接上无刷电机定子(2)，多个支撑柱(10)上端连接有上承载板(1)，承载板(1)中心凸出一小台作为承载肩；上承载板(1)、上无刷电机定子(2)、上套筒(3)、上菱形约束环(8)、上压电堆(9)、下无刷电机定子(4)、下菱形约束环(7)、下压电堆(6)和下套筒(5)的中心均开有圆通孔，丝杠(11)带有细牙螺纹，其从上述所有零件的圆通孔中从上到下依次穿过，上承载螺母(12)和下承载螺母(13)设置有若干磁性体使其成为无刷电机的转子并套在细牙螺纹丝杠(11)上，上承载螺母(12)置于上承载板(1)的承载肩与上套筒(3)的承载肩中间并与两承载肩面间留有远大于上压电堆(9)和下压电堆(6)最大位移的间隙，下承载螺母(13)置于上菱形约束环(8)的承载肩与下菱形约束环(7)的承载肩中间并与两承载肩面间留有远大于上压电堆(9)和下压电堆(6)最大位移间隙。