一種內(nèi)驅(qū)動(dòng)型壓電步進(jìn)精密驅(qū)動(dòng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及步進(jìn)精密驅(qū)動(dòng)器，尤其涉及一種內(nèi)驅(qū)動(dòng)型壓電步進(jìn)精密驅(qū)動(dòng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]精密驅(qū)動(dòng)器是自動(dòng)化裝備和現(xiàn)代制造工業(yè)的重要器件之一，以壓電驅(qū)動(dòng)器為例，近年來，隨著電子技術(shù)和材料科學(xué)的發(fā)展，新型壓電驅(qū)動(dòng)器的研宄和開發(fā)已經(jīng)取得了巨大的成果，其主要應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋了微小機(jī)械精密加工、現(xiàn)代細(xì)胞生物工程、現(xiàn)代微電子加工中的精密驅(qū)動(dòng)技術(shù)、超精密對接、現(xiàn)代高精度測量儀器設(shè)備以及其他高精度驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域。雖然新型壓電驅(qū)動(dòng)器已基本能滿足現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，但是目前大多壓電驅(qū)動(dòng)器其箝位結(jié)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)相互關(guān)聯(lián)，在操作過程中不可避免的會(huì)影響驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)精度，如南京航空航天大學(xué)研宄的一種箝位式壓電電機(jī)，雖然在一定程度上避免了電機(jī)卡死或行走不暢，保證了驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)行，但是由于其箝位結(jié)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)相互影響，不可獨(dú)立調(diào)試，在一定程度上影響了驅(qū)動(dòng)精度，降低了驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)行準(zhǔn)確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可獨(dú)立調(diào)試、穩(wěn)定性好、驅(qū)動(dòng)精度高的內(nèi)驅(qū)動(dòng)型壓電步進(jìn)精密驅(qū)動(dòng)器。
[0004]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種內(nèi)驅(qū)動(dòng)型壓電步進(jìn)精密驅(qū)動(dòng)器，包括底座和驅(qū)動(dòng)裝置，底座上固定有第一箝位裝置和第二箝位裝置，第一箝位裝置和第二箝位裝置分別與驅(qū)動(dòng)裝置的兩端連接驅(qū)動(dòng)裝置的內(nèi)部設(shè)置有驅(qū)動(dòng)壓電堆疊。
[0005]按上述方案，所述第一箝位裝置包括第一箝位體，第二箝位裝置包括第二箝位體，驅(qū)動(dòng)裝置的一端穿過第一箝位體，驅(qū)動(dòng)裝置的另一端穿過第二箝位體；所述第一箝位體內(nèi)設(shè)置有第一箝位壓電堆疊，第一箝位壓電堆疊的上端與第一箝位體固定，第一箝位壓電堆疊的下端連接有第一箝位塊，第一箝位塊的下表面與驅(qū)動(dòng)裝置連接；所述第二箝位體內(nèi)設(shè)置有第二箝位壓電堆疊，第二箝位壓電堆疊的上端與第二箝位體固定，第二箝位壓電堆疊的下端連接有第二箝位塊，第二箝位塊的下表面與驅(qū)動(dòng)裝置連接。
[0006]按上述方案，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括通過驅(qū)動(dòng)柔性鉸鏈連接的第一驅(qū)動(dòng)體和第二驅(qū)動(dòng)體，驅(qū)動(dòng)壓電堆疊的一端安設(shè)在第一驅(qū)動(dòng)體內(nèi)，驅(qū)動(dòng)壓電堆疊的另一端安設(shè)在第二驅(qū)動(dòng)體內(nèi)，所述第一箝位體開設(shè)有與第一驅(qū)動(dòng)體配合的第一導(dǎo)向孔，第二箝位體內(nèi)開設(shè)有與第二驅(qū)動(dòng)體相配合的第二導(dǎo)向孔；所述第一驅(qū)動(dòng)體穿過第一導(dǎo)向孔，第二驅(qū)動(dòng)體穿過第二導(dǎo)向
。。
[0007]按上述方案，第一箝位塊的下表面為與第一驅(qū)動(dòng)體外周面相配合的弧面，第二箝位塊的下表面為與第二驅(qū)動(dòng)體外周面相配合的弧面。
[0008]按上述方案，第一箝位塊通過第一箝位柔性鉸鏈與第一驅(qū)動(dòng)體連接，第二箝位塊通過第二箝位柔性鉸鏈與第二驅(qū)動(dòng)體連接。
[0009]本實(shí)用新型中的驅(qū)動(dòng)柔性鉸鏈、第一箝位柔性鉸鏈和第二箝位柔性鉸鏈10均是超靜定結(jié)構(gòu)的雙薄壁柔性鉸鏈。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果是:1)箝位裝置和驅(qū)動(dòng)裝置相互獨(dú)立，箝位和驅(qū)動(dòng)兩個(gè)操作可以分開調(diào)試，互不干擾，在一定程度上提高了本實(shí)用新型的驅(qū)動(dòng)精度，減少了故障發(fā)生；2)箝位裝置和驅(qū)動(dòng)裝置的變形過程都是利用超靜定結(jié)構(gòu)的雙薄壁柔性鉸鏈的彈性變形來實(shí)現(xiàn)的，而且形變只出現(xiàn)在箝位壓電堆疊或驅(qū)動(dòng)壓電堆疊的伸長方向上，其他方向不會(huì)變形，進(jìn)一步保證了本實(shí)用新型的驅(qū)動(dòng)精度；3)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、操作簡單、穩(wěn)定性好。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為圖1的左視圖。
[0013]圖3為圖1的右視圖。
[0014]其中:1、底座；2、第一箝位體；3、第二箝位體；5、第一箝位壓電堆疊；6、第二箝位壓電堆疊；7、第一箝位塊；8、第二箝位塊；9、第一箝位柔性鉸鏈；10、第二箝位柔性鉸鏈；11、第一驅(qū)動(dòng)體；12、第二驅(qū)動(dòng)體；13、驅(qū)動(dòng)壓電堆疊；14、驅(qū)動(dòng)柔性鉸鏈。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為了更好地理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步地說明。
[0016]如圖1-3所示的一種內(nèi)驅(qū)動(dòng)型壓電步進(jìn)精密驅(qū)動(dòng)器，包括底座I和驅(qū)動(dòng)裝置，底座I上固定有第一箝位裝置和第二箝位裝置，第一箝位裝置和第二箝位裝置分別與驅(qū)動(dòng)裝置的兩端連接，驅(qū)動(dòng)裝置的內(nèi)部設(shè)置有驅(qū)動(dòng)壓電堆疊13。
[0017]本實(shí)施例中，第一箝位裝置包括第一箝位體2，第二箝位裝置包括第二箝位體3，驅(qū)動(dòng)裝置的一端穿過第一箝位體2，驅(qū)動(dòng)裝置的另一端穿過第二箝位體3 ;第一箝位體內(nèi)2設(shè)置有第一箝位壓電堆疊5，第一箝位壓電堆疊5的上端與第一箝位體2固定，第一箝位壓電堆疊5的下端連接有第一箝位塊7，第一箝位塊7的下表面與驅(qū)動(dòng)裝置連接；所述第二箝位體3內(nèi)設(shè)置有第二箝位壓電堆疊6，第二箝位壓電堆疊6的上端與第二箝位體3固定，第二箝位壓電堆疊6的下端連接有第二箝位塊8，第二箝位塊8的下表面與驅(qū)動(dòng)裝置連接。
[0018]本實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括通過驅(qū)動(dòng)柔性鉸鏈14連接的第一驅(qū)動(dòng)體11和第二驅(qū)動(dòng)體12，第一驅(qū)動(dòng)體11穿過第一箝位體2 (第一驅(qū)動(dòng)體11可在第一箝位體2內(nèi)左右移動(dòng))，第二驅(qū)動(dòng)體12穿過第二箝位體3 (第二驅(qū)動(dòng)體12可在第二箝位體3內(nèi)左右移動(dòng))；驅(qū)動(dòng)壓電堆疊13的一端安設(shè)在第一驅(qū)動(dòng)體11內(nèi)，驅(qū)動(dòng)壓電堆疊13的另一端安設(shè)在第二驅(qū)動(dòng)體12內(nèi)。
[0019]優(yōu)選地，第一箝位塊7的下表面為與第一驅(qū)動(dòng)體11外周面相配合的弧面；第二箝位塊8的下表面為與第二驅(qū)動(dòng)體12外周面相配合的弧面。
[0020]優(yōu)選地，第一箝位塊7通過第一箝位柔性鉸鏈9與第一驅(qū)動(dòng)體11連接，第二箝位塊8通過第二箝位柔性鉸鏈10與第二驅(qū)動(dòng)體12連接。
[0021 ] 本實(shí)用新型中的驅(qū)動(dòng)柔性鉸鏈14、第一箝位柔性鉸鏈9與第二箝位柔性鉸鏈10均是超靜定結(jié)構(gòu)的雙薄壁柔性鉸鏈；第一箝位壓電堆疊5的上端與第一箝位體2的內(nèi)表面粘貝占，第一箝位壓電堆疊5的下端與第一箝位塊7的上表面粘貼，第一箝位塊7與第一驅(qū)動(dòng)體11連接；第二箝位壓電堆疊6的上端與第二箝位體3的內(nèi)表面粘貼，第二箝位壓電堆疊6的下端與第二箝位塊8的上表面粘貼，第二箝位塊8與第二驅(qū)動(dòng)體12連接。
[0022]本實(shí)用新型的具體工作原理為:以向右驅(qū)動(dòng)為例:初始時(shí)，第一箝位壓電堆疊5、第二箝位壓電堆疊6和驅(qū)動(dòng)壓電堆疊13都處于自由伸長狀態(tài)，第一箝位壓電堆疊5通電，在正向電壓作用下伸長，通過第一箝位塊7壓緊第一驅(qū)動(dòng)體11，即實(shí)現(xiàn)了第一驅(qū)動(dòng)體11的箝位；繼而對驅(qū)動(dòng)壓電堆疊13通電，驅(qū)動(dòng)壓電堆疊13在正向電壓作用下伸長，推動(dòng)第二驅(qū)動(dòng)體12向右運(yùn)動(dòng)(第一驅(qū)動(dòng)體11被壓緊)，即實(shí)現(xiàn)了向右驅(qū)動(dòng)；接著對第二箝位壓電堆疊6通電，第二箝位壓電堆疊6在正向電壓作用下伸長，通過第二箝位塊8壓緊第二驅(qū)動(dòng)體12，即實(shí)現(xiàn)了第二驅(qū)動(dòng)體12的箝位；然后第一箝位壓電堆疊5斷電收縮，第一箝位塊7向上移動(dòng)松開第一驅(qū)動(dòng)體11，即實(shí)現(xiàn)了第一驅(qū)動(dòng)體11的釋放；接著驅(qū)動(dòng)壓電堆疊13斷電回縮，第一驅(qū)動(dòng)體11左側(cè)向右回縮，完成一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)周期，除驅(qū)動(dòng)裝置有向右的位移外，其它結(jié)構(gòu)均恢復(fù)至原始位置。重復(fù)以上運(yùn)動(dòng)過程，則即可實(shí)現(xiàn)向右連續(xù)運(yùn)動(dòng)。本實(shí)用新型的向左連續(xù)運(yùn)動(dòng)原理與向右連續(xù)運(yùn)動(dòng)的原理相同。
[0023]以上僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，并不以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，在不違反本實(shí)用新型設(shè)計(jì)構(gòu)思的基礎(chǔ)上所做的任何替換和改進(jìn)，均屬本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種內(nèi)驅(qū)動(dòng)型壓電步進(jìn)精密驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，包括底座和驅(qū)動(dòng)裝置，底座上固定有第一箝位裝置和第二箝位裝置，第一箝位裝置和第二箝位裝置分別與驅(qū)動(dòng)裝置的兩端連接，驅(qū)動(dòng)裝置的內(nèi)部設(shè)置有驅(qū)動(dòng)壓電堆疊。2.如權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)驅(qū)動(dòng)型壓電步進(jìn)精密驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述第一箝位裝置包括第一箝位體，第二箝位裝置包括第二箝位體，驅(qū)動(dòng)裝置的一端穿過第一箝位體，驅(qū)動(dòng)裝置的另一端穿過第二箝位體； 所述第一箝位體內(nèi)設(shè)置有第一箝位壓電堆疊，第一箝位壓電堆疊的上端與第一箝位體固定，第一箝位壓電堆疊的下端連接有第一箝位塊，第一箝位塊的下表面與驅(qū)動(dòng)裝置連接; 所述第二箝位體內(nèi)設(shè)置有第二箝位壓電堆疊，第二箝位壓電堆疊的上端與第二箝位體固定，第二箝位壓電堆疊的下端連接有第二箝位塊，第二箝位塊的下表面與驅(qū)動(dòng)裝置連接。3.如權(quán)利要求2所述的一種內(nèi)驅(qū)動(dòng)型壓電步進(jìn)精密驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括通過驅(qū)動(dòng)柔性鉸鏈連接的第一驅(qū)動(dòng)體和第二驅(qū)動(dòng)體，驅(qū)動(dòng)壓電堆疊的一端安設(shè)在第一驅(qū)動(dòng)體內(nèi)，驅(qū)動(dòng)壓電堆疊的另一端安設(shè)在第二驅(qū)動(dòng)體內(nèi)；所述第一箝位體開設(shè)有與第一驅(qū)動(dòng)體配合的第一導(dǎo)向孔，第二箝位體內(nèi)開設(shè)有與第二驅(qū)動(dòng)體相配合的第二導(dǎo)向孔；所述第一驅(qū)動(dòng)體穿過第一導(dǎo)向孔，第二驅(qū)動(dòng)體穿過第二導(dǎo)向孔。4.如權(quán)利要求3所述的一種內(nèi)驅(qū)動(dòng)型壓電步進(jìn)精密驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，第一箝位塊的下表面為與第一驅(qū)動(dòng)體外周面相配合的弧面，第二箝位塊的下表面為與第二驅(qū)動(dòng)體外周面相配合的弧面。5.如權(quán)利要求3所述的一種內(nèi)驅(qū)動(dòng)型壓電步進(jìn)精密驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，第一箝位塊通過第一箝位柔性鉸鏈與第一驅(qū)動(dòng)體連接，第二箝位塊通過第二箝位柔性鉸鏈與第二驅(qū)動(dòng)體連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種內(nèi)驅(qū)動(dòng)型壓電步進(jìn)精密驅(qū)動(dòng)器，包括底座和驅(qū)動(dòng)裝置，底座上固定有第一箝位裝置和第二箝位裝置，第一箝位裝置和第二箝位裝置分別與驅(qū)動(dòng)裝置的兩端連接，驅(qū)動(dòng)裝置內(nèi)部設(shè)置有驅(qū)動(dòng)壓電堆疊，第一箝位裝置包括第一箝位體，第二箝位裝置包括第二箝位體，第一箝位體內(nèi)設(shè)置有第一箝位壓電堆疊；第二箝位體內(nèi)設(shè)置有第二箝位壓電堆疊。本實(shí)用新型的箝位裝置和驅(qū)動(dòng)裝置相互獨(dú)立，箝位和驅(qū)動(dòng)兩個(gè)操作可以分開調(diào)試，互不干擾，在一定程度上提高了驅(qū)動(dòng)精度，減少了故障發(fā)生；形變只出現(xiàn)在箝位壓電堆疊或驅(qū)動(dòng)壓電堆疊的伸長方向上，其他方向不會(huì)變形，進(jìn)一步保證了本實(shí)用新型的驅(qū)動(dòng)精度。
【IPC分類】H02N2/06, H02N2/04
【公開號(hào)】CN204681268
【申請?zhí)枴緾N201520328177
【發(fā)明人】張矢宇, 朱月琴, 劉紅俊
【申請人】武漢理工大學(xué)
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年5月20日