[实用新型]一种夹持式直线型压电驱动器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种压电驱动器，特别是一种利用压电叠堆驱动的直线型压电驱动器，属于压电应用领域。 

背景技术

压电驱动器与传统电机相比，具有结构简单、小型轻量、响应速度快、噪声低、低速大转矩、控制特点好、断电自锁、运动准确等优点，另外还具有耐低温、真空等适应太空环境的特点。但是，现有技术中的直线型压电驱动器仍然存在结构紧凑性不足、装配难度高、可操作性弱、控制精度低、性能稳定性差、可调范围窄等问题，一定程度上阻碍了压电驱动器的发展进程。传统的尺蠖式压电驱动器采用压电叠堆加电箝位，在运动过程中要求箝位机构提供足够大的箝位力，同时由于压电叠堆的变形较小，接触面的轻微变形就会影响箝位力，从而影响了直线型压电驱动器的性能，为此对机械加工和装配提出了很高的要求，影响了其推广和应用。 

压电驱动器近年来受到越来越多的国内外学者的关注，发展形势相当可观，具有相当广泛的应用前景。相对于传统的电磁型电机，该种直线型压电驱动器不仅有压电驱动器所具有的优点，而且能够实现直线型电机中被驱动物体的直线运动，采用改进的箝位机构实现断电箝位，使得电机具有对机械加工和装配要求低、驱动力大、可操控性高、制造成本较低、易于设计、结构对称、工作面多、功耗低、使用寿命长等优点。 

发明内容

技术问题 

本实用新型要解决的技术问题是提供一种夹持式直线型压电驱动器，该压电驱动器采用压电叠堆作为驱动源，及采用特殊结构的夹持装置。有效的提高了压电驱动器的控制精度，而且结构简单、易于装配、可操控性强、抗干扰能力强。 

技术方案 

为了解决上述的技术问题，本实用新型的夹持式直线型压电驱动器包括导轨、由第一支脚、第二支脚组成的支撑部、柔性弹片和压电叠堆，支撑部用于支持导轨，其中，所述的柔性弹片设置于第一支脚和第二支脚之间并且两端分别与第一支脚和第二支脚连接；所述的压电叠堆嵌设于柔性弹片的开孔内；所述的第一支脚具有与导轨相连接的第一支脚本体和延伸出第一支脚本体的第一、第二支 撑腿，第一、第二支撑腿相对的表面分别设有第一、第二电磁铁；所述的第二支脚具有与导轨相连接的第二支脚本体和延伸出第二支脚本体的第三、第四支撑腿，第三、第四支撑腿相对的表面分别设有第三、第四电磁铁；所述的第一支脚本体和第二支脚本体与导轨之间可产生相对运动。其中，各支撑腿相对表面设置的电磁铁未施加驱动电压时处于自由状态，电磁铁之间不产生作用力的作用。 

更进一步地，所述的柔性弹片的第一端通过第一螺栓固定在第一支脚本体上，其第二端通过第二螺栓固定在第二支脚本体上。 

更进一步地，所述的第一、第二螺栓与压电叠堆相接触的表面为球面。在紧固螺栓时，螺栓球面与压电叠堆相接触表面之间产生一沿螺栓轴向的摩擦作用力，为了加大其与压电叠堆之间的摩擦力，螺栓与压电叠堆相接触的表面采用球面设计，有效的防止了压电叠堆松动。 

更进一步地，所述的压电叠堆与第一、第二螺栓相接触的端面分别涂有高性能的导电绝缘材料。 

更进一步地，所述的第一支脚本体朝向导轨的表面具有第一U形缺口，背离导轨的表面具有第二U形缺口，第一U形缺口与第二U形缺口不连通并且通过第一连接桥连接；第二支脚本体朝向导轨的表面具有第三U形缺口，背离导轨的表面具有第四U形缺口，第三U形缺口与第四U形缺口不连通并且通过第二连接桥连接。各支脚本体中，两个U形缺口与其间的连接桥构成一杠杆结构，其中所述的连接桥相当于杠杆的支点。 

更进一步地，所述的第一支脚本体和第二支脚本体之间设有预紧弹簧，所述预紧弹簧两端分别通过固定螺栓固定在第一U形缺口和第三U形缺口处，为第一U形缺口和第三U形缺口两侧提供预紧力。 

更进一步地，所述的导轨与第一U形缺口和第三U形缺口对应的位置设有凸块。当本装置处于原始状态时，所述的凸块内嵌于第一U形缺口和第三U形缺口中。由于预紧弹簧的作用，第一、第三U形缺口两侧壁对导轨的凸块产生一压力作用，从而将第一支脚、第二支脚自锁于导轨的凸块。 

本实用新型技术方案的夹持式直线型压电驱动器的具体工作过程如下：