[发明专利]一种压电步进电机

权利要求书

1.一种压电步进电机，其特征在于，所述压电电机包括压电体、运动件、预压弹簧以及上部和侧部基座，所述压电体通过预压弹簧变形产生的弹性回复力作用与运动件接触，所述压电体平行于其作动方向的一面与侧部基座刚性连接；

所述压电体包括导向盒以及置于导向盒内的压电作动模块，所述导向盒包括导向盒本体以及设置于导向盒本体外壳上的压电作动模块安装面，所述作动模块安装面与导向盒本体之间柔性连接，导向盒本体与侧部基座固定连接，所述压电作动模块由若干个轴对称的双层一体结构的压电单元组成；

所述压电单元包括基体、驱动足、柔性连接块、预紧机构、柔性连接块以及叠层压电陶瓷，所述叠层压电陶瓷和柔性连接块通过预紧机构压设在基体和驱动足之间，所述基体与压电作动模块安装面固定连接，所述驱动足包含一个凸起部，所述凸起部伸出导向盒体后与运动件相接触；

所述每层两组柔性连接块和叠层压电陶瓷的作动方向互相垂直，其中一组柔性连接块和叠层压电陶瓷的作动轴线垂直于驱动足与运动件的接触面；

所述预压弹簧设置于基体相背于驱动足凸起部的一端，所述导向盒垂直于接触面且垂直于压电单元安装面的一侧与侧部基座刚性连接。

2.如权利要求1所述的压电步进电机，其特征在于，所述导向盒的压电体的安装面以及其相对的一面开有工字型的贯穿割缝，该工字形贯穿割缝包括两条横向割缝以及连接在两条横向割缝之间的竖向割缝，所述竖向割缝垂直于压电体的凸起部和运动件的接触面，所述横向割缝的两端设置有柔性铰链，且竖向割缝相对于两条横向割缝的中心连线偏置；所述压电作动模块安装面为两条横向割缝、竖向割缝之间围成的区域；所述压电电机的压电体与运动件装配位置通过上述横向割缝和运动件运动方向确定，两者相互平行。

3.如权利要求2所述的压电步进电机，其特征在于，所述横向割缝的两端均向外垂直地延伸形成横向割缝竖向延伸段，使得横向割缝竖向延伸段端部相对于导向盒本体端面的间距小于横向割缝相对于导向盒本体端面的间距；

在所述横向割缝竖向延伸段的端部设置有柔性铰链，所述柔性铰链为弧形柔性铰链或者直角柔性铰链。

4.如权利要求1所述的压电步进电机，其特征在于，所述柔性连接块设置于叠层压电陶瓷和基体之间，两组压电作动模块的驱动足与基体通过螺纹紧固件连接。

5.如权利要求1所述的压电步进电机，其特征在于，所述压电单元为等腰直角三角形；所述驱动足设置于该等腰直角三角形压电作动单元的顶角部位，所述凸起部设置于驱动足直角顶点的一条直角边上，该凸起部位于垂直于运动件运动方向的那组叠层压电陶瓷的作动轴线上并且与运动件相触，所述驱动足上下表面对称设有凹槽，所述凹槽内设有圆孔；所述预紧机构包括连接杆、弹性件、销钉和预紧螺母，所述连接杆的一端设有分叉结构，分叉结构上设置有与凹槽对应的圆孔，连接杆分叉结构插入驱动足上下表面凹槽，通过销钉插入圆孔固定；连接杆另一端为螺杆结构，所述基体的几何中心对称的设置有两个通孔，所述两个通孔的距离为一组叠层压电陶瓷的厚度，所述螺杆结构依次穿过通孔和弹性件，并由预紧螺母固定；所述两组叠层压电陶瓷对称地设置在等腰直角三角形压电单元的两侧腰部。

6.如要求5所述压电步进电机，其特征在于，所述弹性件为板簧，所述板簧的中间间厚度厚于两边并设置有贯穿孔，所述弹性件两端与基体相触。

7.如权利要求1所述压电步进电机，其特征在于，所述运动件为转子或者动子，取转子或者动子为参考物，所述凸起部与转子或者动子接触处面的切向方向为所述运动件的运动方向。

8.如权利要求1或5所述的压电步进电机，其特征在于，所述压电单元包含正反两层四组叠层压电陶瓷，所述作动轴线方向垂直于驱动足和运动件接触面的两组叠层压电陶瓷分别连接同频反相的方波电压信号，另外两组作动轴线平行于运动件运动方向布置的叠层压电陶瓷分别连接与上述方波电压信号同频的两路反相三角波电压，或者所述两层四组叠层压电陶瓷分别与四路两两相位差为π/2的电压信号连接。