[发明专利]直线-剪切压电陶瓷配合驱动的步进旋转作动装置及方法

摘要

一种直线‑剪切压电陶瓷配合驱动的步进旋转作动装置及方法，该作动装置包括作动器底座，安装于底座上，能够固定压电陶瓷组的作动器旋转定子，滚动轴承嵌在旋转定子上侧，下部推力球轴承安装在滚动轴承上方，作动器旋转转子限位轴安装在滚动轴承和下部推力球轴承内，安装在作动器旋转转子输出轴上的上部推力球轴承，作动器旋转转子安装在下部推力球轴承和上部推力球轴承之间，安装在上部推力球轴承上方的外壳；本发明还公开了该作动装置的作动方法，采用三足交替并联步进的方式实现转角输出，以剪切压电堆为位移直接输出构件，直线压电堆锁紧，按照一定次序驱动压电陶瓷，能够实现双向大角度旋转驱动；具有输出行程大，输出分辨率高，断电自锁的特点。

主权项

1.一种直线-剪切压电陶瓷配合驱动的步进旋转作动装置，其特征在于：包括作动器底座(1)，安装于底座(1)上，能够固定第一压电陶瓷组(3)、第二压电陶瓷组(4)和第三压电陶瓷组(5)的作动器旋转定子(2)，滚动轴承(6)嵌在作动器旋转定子(2)上侧，下部推力球轴承(7)安装在滚动轴承(6)上方，作动器旋转转子(8)下部的作动器旋转转子限位轴(8-1)安装在滚动轴承(6)和下部推力球轴承(7)内，安装在作动器旋转转子(8)上部的作动器旋转转子输出轴(8-2)上的上部推力球轴承(9)，作动器旋转转子(8)安装在下部推力球轴承(7)和上部推力球轴承(9)之间，所述第一压电陶瓷组(3)、第二压电陶瓷组(4)和第三压电陶瓷组(5)能够通过摩擦作动器旋转转子(8)内壁驱动作动器旋转转子(8)转动，安装在上部推力球轴承(9)上方的外壳(10)，作动器旋转转子输出轴(8-2)顶部伸出外壳(10)；/n所述第一压电陶瓷组(3)、第二压电陶瓷组(4)和第三压电陶瓷组(5)具有完全相同的几何尺寸；第一压电陶瓷组(3)包括固定在作动器旋转定子(2)上的第一直线压电堆(3-1)，及固定在第一直线压电堆(3-1)上且与作动器旋转转子(8)内壁摩擦接触的第一剪切压电堆(3-2)；第二压电陶瓷组(4)包括固定在作动器旋转定子(2)上的第二直线压电堆(4-1)，及固定在第二直线压电堆(4-1)上且与作动器旋转转子(8)内壁摩擦接触的第二剪切压电堆(4-2)；第三压电陶瓷组(5)包括固定在作动器旋转定子(2)上的第三直线压电堆(5-1)，及固定在第三直线压电堆(5-1)上且与作动器旋转转子(8)内壁摩擦接触的第三剪切压电堆(5-2)；第一直线压电堆(3-1)、第二直线压电堆(4-1)和第三直线压电堆(5-1)能够输出直线位移，能够推动第一剪切压电堆(3-2)、第二剪切压电堆(4-2)和第三剪切压电堆(5-2)与作动器旋转转子(8)内壁紧密接触，第一剪切压电堆(3-2)、第二剪切压电堆(4-2)和第三剪切压电堆(5-2)能够输出剪切位移，能够推动作动器旋转转子(8)输出转角位移；当未加电时，第一压电陶瓷组(3)、第二压电陶瓷组(4)和第三压电陶瓷组(5)与作动器旋转转子(8)内壁保持摩擦接触，能够钳位约束作动器旋转转子(8)，具有断电锁止功能。/n