專利名稱：S型壓電微位移放大機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及傳動機械，特指一種S型壓電微位移放大機構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著以機器人為代表的機械裝置的迅速發(fā)展，驅(qū)動裝置日益顯得重要。以前多數(shù)傳動裝置是用電機或液壓裝置，然而，電機或液壓裝置存在著許多不足，例如重量較重、結(jié)構(gòu)復雜、體積大、維修困難等，且頻率響應不高，不能滿足一些現(xiàn)代控制器件的需要，給工程應用帶來了問題。
為了解決上述問題，國外利用壓電陶瓷作為驅(qū)動器的研究與應用越來越多，如機械杠桿、液壓放大機構(gòu)、菱形機構(gòu)等。對采用壓電驅(qū)動器的研究申請專利的主要有1998年Hayes，Jr.；Edward James利用壓電驅(qū)動器作閥門控制(USPatent 5,779,149)；1998年Hassler，Jr.；William L.采用兩層杠桿放大機構(gòu)對層疊型壓電驅(qū)動器作位移放大(US Patent 6,157,115)。
在國內(nèi)，主要是南京航空航天大學對壓電驅(qū)動放大機構(gòu)進行了初步的研究。
壓電陶瓷以其優(yōu)越的驅(qū)動性能，在微位移驅(qū)動領(lǐng)域的應用發(fā)展迅速，取得了良好的效果。但從總體上看，壓電陶瓷驅(qū)動器的應用研究還大多集中于零點幾微米至幾十微米的位移驅(qū)動行程，對于需要在幾百微米位移以上的行程驅(qū)動方面，就無法直接利用壓電陶瓷驅(qū)動器進行驅(qū)動，不能充分利用壓電陶瓷優(yōu)越的驅(qū)動性能，限制了它的應用范圍。這非常需要進一步改進方法對壓電陶瓷的驅(qū)動位移作更大程度的放大，以滿足較大的位移運動的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種驅(qū)動位移大、控制簡單、無摩擦、無間隙的S型壓電微位移放大機構(gòu)。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的S型壓電微位移放大機構(gòu)由設(shè)有壓電驅(qū)動器的柔性放大機構(gòu)及與其相連的拉伸桿、固定柔性放大機構(gòu)的固定臺組成，其特征在于柔性放大機構(gòu)由多個L型杠桿并聯(lián)組成的，各個L型杠桿的鉸支點采用了柔性鉸鏈。
工作過程為當施加外部電場時，每一個壓電驅(qū)動器產(chǎn)生機械位移，從而使杠桿力臂繞柔性鉸鏈轉(zhuǎn)動，最終沿縱向通過拉伸桿輸出位移。
本發(fā)明的優(yōu)點在于可以根據(jù)位移放大的需要，將多個L型杠桿并聯(lián)在一起制作成大位移的作動筒；每個簡單杠桿是獨立的單元，整個機構(gòu)的驅(qū)動力不會因為多個杠桿的并聯(lián)而減??；采用柔性鉸鏈，無磨擦，無間隙。
本發(fā)明的工作原理由以下實施例及其附圖給出。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖1、柔性放大機構(gòu) 2、柔性鉸鏈 3、調(diào)緊螺絲 4、層疊型壓電驅(qū)動器5、夾緊塊 6、固定臺 7、多層放大機構(gòu) 8、拉伸桿具體實施方式
結(jié)合圖1詳細說明依據(jù)本發(fā)明提出的實施例的具體結(jié)構(gòu)及工作過程。
整個裝置包括柔性放大機構(gòu)、產(chǎn)生驅(qū)動力的層疊型壓電驅(qū)動器、固定機構(gòu)部分、輸出驅(qū)動力的拉伸桿。每一層放大部分是由柔性放大機構(gòu)1、柔性鉸鏈2、調(diào)緊螺絲3和層疊型壓電驅(qū)動器4組成。將各個層疊型壓電驅(qū)動器4放到柔性放大機構(gòu)1上，用調(diào)緊螺絲3固定在放大機構(gòu)上，這樣可以減小放大機構(gòu)對驅(qū)動器輸出位移的吸收。各個壓電驅(qū)動器施加的外部電場極性相同，可同時作伸長或者縮短。當施加外部電場時，每一個壓電驅(qū)動器會產(chǎn)生機械位移，從而使杠桿力臂繞柔性鉸鏈轉(zhuǎn)動，最終沿縱向通過拉伸桿輸出位移。每一層機構(gòu)放大后的位移正比于杠桿的力臂比。整個的放大部分由各個放大部分疊加在一起組成，因而總的放大位移是各層的放大位移的疊加；每一層機構(gòu)放大后的驅(qū)動力反比于杠桿的力臂比，但各個放大部分疊加后總的驅(qū)動力與各層的驅(qū)動力是相同的，相比串聯(lián)式杠桿放大機構(gòu)的每一層機構(gòu)驅(qū)動力不同，具有顯著優(yōu)越性。
本放大機構(gòu)可以根據(jù)位移放大的需要采用多層連接在一起形成多層放大機構(gòu)7。
整個的放大機構(gòu)通過夾緊塊5固定在固定臺6上，總的輸出位移由拉伸桿8來傳遞。
權(quán)利要求
1.S型壓電微位移放大機構(gòu)，其由設(shè)有壓電驅(qū)動器的柔性放大機構(gòu)及與其相連的拉伸桿、固定柔性放大機構(gòu)的固定臺組成，其特征在于柔性放大機構(gòu)由多個L型杠桿并聯(lián)組成的，各個L型杠桿的鉸支點采用了柔性鉸鏈。
全文摘要
S型壓電微位移放大機構(gòu)由設(shè)有壓電驅(qū)動器的柔性放大機構(gòu)及與其相連的拉伸桿、固定柔性放大機構(gòu)的固定臺組成，其特征在于柔性放大機構(gòu)由多個L型杠桿并聯(lián)組成的，各個L型杠桿的鉸支點采用了柔性鉸鏈。當施加外部電場時，每一個壓電驅(qū)動器產(chǎn)生機械位移，從而使杠桿力臂繞柔性鉸鏈轉(zhuǎn)動，最終沿縱向通過拉伸桿輸出位移。本發(fā)明可以根據(jù)位移放大的需要，將多個L型杠桿并聯(lián)在一起制作成大位移的作動筒；每個簡單杠桿是獨立的單元，整個機構(gòu)的驅(qū)動力不會因為多個杠桿的并聯(lián)而減小；采用柔性鉸鏈，無摩擦，無間隙。
文檔編號H01L41/09GK1481033SQ0313207
公開日2004年3月10日 申請日期2003年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月18日
發(fā)明者駱英, 朱建國, 駱 英 申請人:江蘇大學