和第二驅(qū)動機構(gòu)5恢復原長，與輸出軸7進行接觸從而對輸出軸7施加作用力。
[0023]作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，所述箝位機構(gòu)1、第一驅(qū)動機構(gòu)3和第二驅(qū)動機構(gòu)5與所述驅(qū)動殼體10位于同一平面內(nèi)，由精密慢走絲線切割機床一體加工而成。
[0024]作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，所述箝位機構(gòu)1、第一驅(qū)動機構(gòu)3和第二驅(qū)動機構(gòu)5為橋式位移放大機構(gòu)。
[0025]如圖3所示，上述所述驅(qū)動器實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)步進的驅(qū)動方法:初始狀態(tài)，箝位用壓電陶瓷驅(qū)動器2、第一壓電陶瓷驅(qū)動器4和第二壓電陶瓷驅(qū)動器6均不通電，箝位機構(gòu)1、第一驅(qū)動機構(gòu)3和第二驅(qū)動機構(gòu)5與輸出軸7相接觸，靠摩擦力進行箝位，驅(qū)動器處于鎖止狀態(tài)；步進旋轉(zhuǎn)時分為兩種情況:
[0026]1、逆時針旋轉(zhuǎn):此時第二壓電陶瓷驅(qū)動器6始終保持通電狀態(tài)不變，即第二驅(qū)動機構(gòu)5始終與輸出軸7始終脫離接觸，由箝位用壓電陶瓷驅(qū)動器2和第一壓電陶瓷驅(qū)動器4驅(qū)動驅(qū)動器實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)步進，通過不斷循環(huán)如下兩步運動即實現(xiàn)步進旋轉(zhuǎn):
[0027]第一步，第一壓電陶瓷驅(qū)動器4通電伸長，使得第一驅(qū)動機構(gòu)3實現(xiàn)短軸變形從而與輸出軸7脫離接觸；箝位用壓電陶瓷驅(qū)動器2保持斷電狀態(tài)，使得箝位機構(gòu)I與輸出軸7相接觸，靠摩擦力進行箝位；
[0028]第二步，箝位用壓電陶瓷驅(qū)動器2通電伸長，箝位機構(gòu)I與輸出軸7脫離接觸；基本與此同時，第一壓電陶瓷驅(qū)動器4斷電，第一驅(qū)動機構(gòu)3與輸出軸7接觸并使其產(chǎn)生逆時針轉(zhuǎn)動；重復上述兩步，驅(qū)動器實現(xiàn)逆時針旋轉(zhuǎn)步進。
[0029]2、順時針旋轉(zhuǎn):此時第一壓電陶瓷驅(qū)動器4始終保持通電狀態(tài)不變，即第一驅(qū)動機構(gòu)3始終與輸出軸7始終脫離接觸，由箝位用壓電陶瓷驅(qū)動器2和第二壓電陶瓷驅(qū)動器6驅(qū)動驅(qū)動器實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)步進，通過不斷循環(huán)如下兩步運動即可實現(xiàn)步進旋轉(zhuǎn):
[0030]第一步，第二壓電陶瓷驅(qū)動器6通電伸長，使得第二驅(qū)動機構(gòu)5實現(xiàn)縱向變形從而與輸出軸7脫離接觸；箝位用壓電陶瓷驅(qū)動器2保持斷電狀態(tài)，使得箝位機構(gòu)I與輸出軸7相接觸，靠摩擦力進行箝位。然后通過不斷循環(huán)如下兩步運動即可實現(xiàn)步進旋轉(zhuǎn)；
[0031]第二步，箝位用壓電陶瓷驅(qū)動器2通電伸長，箝位機構(gòu)I與輸出軸7脫離接觸；基本與此同時，第二壓電陶瓷驅(qū)動器6斷電，第二驅(qū)動機構(gòu)5與輸出軸7接觸并使其產(chǎn)生順時針轉(zhuǎn)動，重復上述兩步，驅(qū)動器實現(xiàn)順時針旋轉(zhuǎn)步進。
【主權(quán)項】
1.一種步進式壓電陶瓷旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器，其特征在于:包括固定在固定底板(9)上的精密軸承(8)，安裝于精密軸承⑶內(nèi)圈的輸出軸(7)，內(nèi)端設(shè)置在輸出軸(7)周圈的箝位機構(gòu)(I)、第一驅(qū)動機構(gòu)(3)和第二驅(qū)動機構(gòu)(5)，分別安裝在箝位機構(gòu)(I)、第一驅(qū)動機構(gòu)(3)和第二驅(qū)動機構(gòu)(5)中長軸上的箝位用壓電陶瓷驅(qū)動器(2)、第一壓電陶瓷驅(qū)動器(4)和第二壓電陶瓷驅(qū)動器(6)，所述箝位機構(gòu)(I)、第一驅(qū)動機構(gòu)(3)和第二驅(qū)動機構(gòu)(5)的外端固定在驅(qū)動殼體(10)上，所述輸出軸(7)的圓心在箝位機構(gòu)(I)的短軸線上，所述輸出軸(7)的圓心不在第一驅(qū)動機構(gòu)(3)和第二驅(qū)動機構(gòu)(5)的短軸線上；所述箝位用壓電陶瓷驅(qū)動器(2)、第一壓電陶瓷驅(qū)動器(4)和第二壓電陶瓷驅(qū)動器(6)通電伸長時分別能夠使箝位機構(gòu)(I)、第一驅(qū)動機構(gòu)(3)和第二驅(qū)動機構(gòu)(5)的長軸產(chǎn)生變形，該變形將引起其短軸長度縮短，從而使箝位機構(gòu)(I)、第一驅(qū)動機構(gòu)(3)和第二驅(qū)動機構(gòu)(5)與輸出軸7脫離接觸，而在箝位用壓電陶瓷驅(qū)動器(2)、第一壓電陶瓷驅(qū)動器(4)和第二壓電陶瓷驅(qū)動器(6)斷電狀態(tài)下，分別能夠使箝位機構(gòu)(I)、第一驅(qū)動機構(gòu)(3)和第二驅(qū)動機構(gòu)(5)恢復原長，與輸出軸(X)進行接觸從而對輸出軸(X)施加作用力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種步進式壓電陶瓷旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器，其特征在于:所述箝位機構(gòu)⑴、第一驅(qū)動機構(gòu)⑶和第二驅(qū)動機構(gòu)(5)與所述驅(qū)動殼體(10)位于同一平面內(nèi)，由精密慢走絲線切割機床一體加工而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種步進式壓電陶瓷旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器，其特征在于:所述箝位機構(gòu)(I)、第一驅(qū)動機構(gòu)(3)和第二驅(qū)動機構(gòu)(5)為橋式位移放大機構(gòu)。
4.權(quán)利要求1所述一種步進式壓電陶瓷旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的驅(qū)動方法，其特征在于:初始狀態(tài)，箝位用壓電陶瓷驅(qū)動器(2)、第一壓電陶瓷驅(qū)動器(4)和第二壓電陶瓷驅(qū)動器(6)均不通電，箝位機構(gòu)(I)、第一驅(qū)動機構(gòu)(3)和第二驅(qū)動機構(gòu)(5)與輸出軸(7)相接觸，靠摩擦力進行箝位，驅(qū)動器處于鎖止狀態(tài)；步進旋轉(zhuǎn)時分為兩種情況: 逆時針旋轉(zhuǎn):此時第二壓電陶瓷驅(qū)動器(6)始終保持通電狀態(tài)不變，即第二驅(qū)動機構(gòu)(5)始終與輸出軸(7)始終脫離接觸，由箝位用壓電陶瓷驅(qū)動器(2)和第一壓電陶瓷驅(qū)動器(4)驅(qū)動驅(qū)動器實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)步進，通過不斷循環(huán)如下兩步運動即實現(xiàn)步進旋轉(zhuǎn): 第一步，第一壓電陶瓷驅(qū)動器(4)通電伸長，使得第一驅(qū)動機構(gòu)(3)實現(xiàn)短軸變形從而與輸出軸(7)脫離接觸；箝位用壓電陶瓷驅(qū)動器(2)保持斷電狀態(tài)，使得箝位機構(gòu)(I)與輸出軸(7)相接觸，靠摩擦力進行箝位； 第二步，箝位用壓電陶瓷驅(qū)動器(2)通電伸長，箝位機構(gòu)(I)與輸出軸(7)脫離接觸；基本與此同時，第一壓電陶瓷驅(qū)動器(4)斷電，第一驅(qū)動機構(gòu)(3)與輸出軸(7)接觸并使其產(chǎn)生逆時針轉(zhuǎn)動；重復上述兩步，驅(qū)動器實現(xiàn)逆時針旋轉(zhuǎn)步進。 順時針旋轉(zhuǎn):此時第一壓電陶瓷驅(qū)動器(4)始終保持通電狀態(tài)不變，即第一驅(qū)動機構(gòu)(3)始終與輸出軸(7)始終脫離接觸，由箝位用壓電陶瓷驅(qū)動器(2)和第二壓電陶瓷驅(qū)動器(6)驅(qū)動驅(qū)動器實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)步進，通過不斷循環(huán)如下兩步運動即可實現(xiàn)步進旋轉(zhuǎn): 第一步，第二壓電陶瓷驅(qū)動器(6)通電伸長，使得第二驅(qū)動機構(gòu)(5)實現(xiàn)縱向變形從而與輸出軸(7)脫離接觸；箝位用壓電陶瓷驅(qū)動器(2)保持斷電狀態(tài)，使得箝位機構(gòu)(I)與輸出軸(7)相接觸，靠摩擦力進行箝位。然后通過不斷循環(huán)如下兩步運動即可實現(xiàn)步進旋轉(zhuǎn)； 第二步，箝位用壓電陶瓷驅(qū)動器(2)通電伸長，箝位機構(gòu)(I)與輸出軸(7)脫離接觸；基本與此同時，第二壓電陶瓷驅(qū)動器(6)斷電，第二驅(qū)動機構(gòu)(5)與輸出軸(7)接觸并使其產(chǎn)生順時針轉(zhuǎn)動，重復上述兩步，驅(qū)動器實現(xiàn)順時針旋轉(zhuǎn)步進。
【專利摘要】一種步進式壓電陶瓷旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器，包括固定在固定底板上的精密軸承，安裝于精密軸承內(nèi)圈的輸出軸，內(nèi)端設(shè)置在輸出軸周圈的箝位機構(gòu)、第一驅(qū)動機構(gòu)和第二驅(qū)動機構(gòu)，分別安裝在箝位機構(gòu)、第一驅(qū)動機構(gòu)和第二驅(qū)動機構(gòu)中長軸上的箝位用壓電陶瓷驅(qū)動器、第一壓電陶瓷驅(qū)動器和第二壓電陶瓷驅(qū)動器，輸出軸的圓心在箝位機構(gòu)的短軸線上，輸出軸的圓心不在第一驅(qū)動機構(gòu)和第二驅(qū)動機構(gòu)的短軸線上；本發(fā)明還公開了驅(qū)動器的驅(qū)動方法；本發(fā)明將壓電陶瓷驅(qū)動器輸出的直線位移轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰疲⑼ㄟ^多個壓電陶瓷驅(qū)動器的協(xié)調(diào)步進實現(xiàn)驅(qū)動裝置的旋轉(zhuǎn)，并且同時具備結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕的特點。
【IPC分類】H02N2-14
【公開號】CN104734562
【申請?zhí)枴緾N201510131793
【發(fā)明人】敬子建, 徐明龍, 宋思揚, 陳楠
【申請人】西安交通大學
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年3月24日