[发明专利]被动箝位式压电驱动器

说明书

技术领域

本发明涉及一种压电驱动器，具体涉及一种被动箝位式压电驱动器。

背景技术

压电驱动是目前全球应用比较广泛的驱动方式，主要分为超声频率驱动的超声波电机和低频率驱动的箝位式压电驱动器。超声频率驱动主要利用定子的共振表面产生椭圆运动驱动转子的运行，多用于输出力大，响应速度快的场合。箝位式压电驱动器是利用压电叠堆通电伸长来实现对导轨的夹紧与放松，进而实现驱动的一种微驱动装置，其工作原理类似于蠕动类爬行动物，因此也通常被称为尺蠖式或蠕动式压电驱动器。其主要应用在输出力大、定位精确高和低速运行的环境中。

目前，国内超声驱动装置的研究相对较多，并取得了一定的成果，而低频压电驱动的研究相对较少，大多数都处于实验室研究阶段，并未得到广泛的应用。国外在超声驱动装置和低频压电驱动装置这两个方面的研究均较多，而且在航天、工业制造以及精密驱动方面有着广泛的应用，例如美国、日本和德国。国内目前对主动箝位式的压电驱动器研究较多，但仍存在着一定缺点。首先，主动箝位式压电驱动器是通电箝位夹紧装置，而在断电的条件下驱动器不能实现对导轨的锁紧，必须要保持通电电压才能实现。其次，主动箝位装置多数是通过压电叠堆通电伸长使柔性铰链变形实现对导轨的夹紧，如果箝位装置与导轨间的间隙较大，则箝位装置对导轨的箝位力较小或者不能箝位，压电叠堆的性能不能完全发挥；如果箝位装置与导轨间的距离太小，并且箝位装置加工精度较低，则会导致压电叠堆断电时，箝位装置不能与导轨完全分离，两者之间产生滑动摩擦，导致箝位装置磨损，对加工精度和调整提出了很大的难度。

授权公告日为1999年2月3日、授权公告号为CN1206865A的发明专利公开了一种蠕动式压电/电致伸缩微进给定位装置，该装置采用了被动箝位蠕动方式驱动器，其箝位方式虽然为被动箝位并且运用了放大机构，但其预紧力的调节是通过配合过盈量来控制的，其控制灵活性较差，同时，其箝位放大结构的结构形式比较复杂。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有被动箝位式压电驱动器预紧力的调节是通过配合过盈量来控制的，其控制灵活性较差，同时，其箝位放大结构的结构形式比较复杂的问题，进而提供一种被动箝位式压电驱动器。

本发明的技术方案是：被动箝位式压电驱动器包括第一箝位机构、驱动机构、第二箝位机构和导轨，

第一箝位机构包括第一上底板、第一下底板、第一箝位三角放大机构、第一上盖板、第一下盖板、两个第一箝位压电叠堆、两个第一碟簧和两个第一圆柱，第一上底板和第一下底板上下平行设置，且第一上底板和第一下底板之间通过两个第一圆柱支撑连接，第一上底板和第一下底板的中心分别开有第一上箝位压电叠堆放置孔和第一下箝位压电叠堆放置孔，第一箝位三角放大机构的上下两端分别设有一个第一箝位压电叠堆，两个第一箝位三角放大机构分别设置在第一上箝位压电叠堆放置孔和第一下箝位压电叠堆放置孔内，第一上盖板和第一下盖板分别固定盖装在第一上底板和第一下底板上，两个第一连接件分别水平旋拧在第一上底板和第一下底板上，每个第一连接件均与第一箝位三角放大机构之间各设有一个第一碟簧，

第二箝位机构包括第二上底板、第二下底板、第二箝位三角放大机构、第二上盖板、第二下盖板、两个第二箝位压电叠堆、两个第二碟簧和两个第二圆柱，第二上底板和第二下底板上下平行设置，且第二上底板和第二下底板之间通过两个第二圆柱支撑连接，第二上底板和第二下底板的中心分别开有第二上箝位压电叠堆放置孔和第一下箝位压电叠堆放置孔，第二箝位三角放大机构的上下两端分别设有一个第二箝位压电叠堆，两个第二箝位三角放大机构分别设置在第二上箝位压电叠堆放置孔和第一下箝位压电叠堆放置孔内，第二上盖板和第二下盖板分别固定盖装在第二上底板和第二下底板上，两个第二连接件分别水平旋拧在第二上盖板和第二下盖板上，每个第二连接件均与第二箝位三角放大机构之间各设有一个第二碟簧，

第一箝位机构和第二箝位机构由右至左依次设置，且导轨依次穿设在第一箝位机构的第一箝位三角放大机构和第二箝位机构的第二箝位三角放大机构上，第一箝位机构和第二箝位机构之间通过驱动机构连接，

驱动机构包括上驱动机构和下驱动机构，上驱动机构包括一组上楔块、上驱动压电叠堆、上柔性铰链和一组上伸缩杆，一组上楔块包括第一上楔块和第二上楔块，第一上楔块的斜面和第二上楔块的斜面贴合设置，一组上楔块设置在第一上底板上，第三连接件穿设在第一上底板上，且所述第三连接件与第一上楔块相抵，上驱动压电叠堆搭设在第一上底板和第二上底板上，第一上底板和第二上底板之间固装有一组上伸缩杆，上柔性铰链设置在一组上楔块和上驱动压电叠堆之间，