[发明专利]大功率压电双晶片层叠悬臂式作动器

摘要

本发明公开了一种大功率压电双晶片层叠悬臂式作动器及作动方法。它包括多片压电双晶片、层间连接组件、轴向预压力组件；选择压电双晶片某些长度方向位置作为横向作动关联位置，将各层压电双晶片在各位置处与一轴固定，在各轴的两端套上两只轴承，并通过一带孔连杆将各层在作动器一侧的轴承相互固连，从而使得各层压电双晶片的横向运动发生关联；再利用轴向预压力组件对各层压电双晶片施加轴向预压力来增大作动行程，轴向预压力组件包括了微型轴承、预制卡槽轴承套、弹性带。本发明可同时提高狭小空间内压电双晶片作动器的输出力和作动行程，从而增大输出功率；能够作为微小型飞行器翼面偏转或是仿生机器鱼尾摆动的作动器。

主权项

1.一种大功率压电双晶片层叠悬臂式作动器，其特征在于：包括三层端部均固定于固定基座(1)上的压电双晶片悬臂梁作动器，从上到下依次为上层压电双晶片悬臂梁作动器(2)、中层压电双晶片悬臂梁作动器(3)和下层压电双晶片悬臂梁作动器(4)，上层压电双晶片悬臂梁作动器(2)和下层压电双晶片悬臂梁作动器(4)以中层压电双晶片悬臂梁作动器(3)为中心面镜像对称，中层压电双晶片悬臂梁作动器(3)的长度大于另外两层压电双晶片悬臂梁作动器的长度；上层压电双晶片悬臂梁作动器(2)和下层压电双晶片悬臂梁作动器(4)各自穿过一条第一轴杆(12)后，其自由端各自与一条第二轴杆(13)固连，中层压电双晶片悬臂梁作动器(3)依次穿过另一条第一轴杆(12)、另一条第二轴杆(13)和第三轴杆(8)后，其自由端作为位移的输出端(9)；所有第一轴杆(12)的两侧端部均设有第一轴承(11)，所有第二轴杆(13)的两侧端部均设有第三轴承(14)，三条第一轴杆(12)位于与三层压电双晶片悬臂梁作动器垂直的同一平面上，且三条第一轴杆(12)每一侧的三个第一轴承(11)各固定于一根第一带孔连杆(10)上，三条第二轴杆(13)也位于穿过上层压电双晶片悬臂梁作动器(2)自由端和下层压电双晶片悬臂梁作动器(4)自由端的同一平面上，且三条第二轴杆(13)每一侧的三个第三轴承(14)也各固定于一根第二带孔连杆(15)上，使三层压电双晶片悬臂梁作动器的弯曲运动通过2根第一带孔连杆(10)和2根第二带孔连杆(15)形成关联；在上层压电双晶片悬臂梁作动器(2)和下层压电双晶片悬臂梁作动器(4)最靠近自由端的第二轴杆(13)上，于两侧第三轴承(14)外分别再套有第二轴承(6)，在第三轴杆(8)两侧均设有第二轴承(6)；每个第二轴承(6)上分别套有预制卡槽轴承套(7)，每个预制卡槽轴承套(7)外壁上周向预先开设有卡槽，每条卡槽上均套有一条端部固定于固定基座(1)上的弹性带(5)，每层压电双晶片悬臂梁由两侧的弹性带(5)施加轴向预压力。