[发明专利]一种内驱动式被动箝位压电驱动器

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压电驱动器。

背景技术

压电驱动是一种目前全球应用比较广泛的驱动方式，主要分为谐振式压电驱动器和非谐振式压电驱动器。非谐振式压电驱动器中应用较广泛的是箝位式压电驱动器，这种驱动器是利用压电叠堆通电伸长实现对导轨的箝位与放松，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、定位精确和低速运行的环境。目前，国内谐振式压电驱动装置的研究相对较多并且得到了一定的应用，而非谐振式压电驱动的研究相对较少，而且大多数都处于实验室研究阶段，并未得到广泛的应用，其中吉林大学在该方面研究较多。国外在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应用广泛。相对而言，国内目前对主动箝位工作方式的压电驱动器研究较多，但其存在着一定的不足。首先，主动箝位压电驱动器通电时，箝位体对导轨夹紧，断电时，对导轨放松，若要长时间保持箝位状态，箝位体需持续保持通电才可以实现。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；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、装配精度和调试提出了很高的要求。

授权公告日为1988年4月5日、授权公告号为US4736131的发明专利公开了一种内驱式四足箝位压电驱动器，该装置采用了主动箝位蠕动方式，有两个箝位单元和两个驱动单元，箝位结构采用了杠杆放大原理，箝位压电叠堆通电时，箝位结构对导轨放松，不能实现断电自锁；驱动体压电叠堆的位移采用直接输出的方式，没有使用位移放大机构，驱动器的运动速度低，对箝位结构和导轨的机械加工精度要求高。

发明内容

本发明是为解决现有内驱式箝位压电驱动器存在断电不能自锁，驱动器的运动速度慢，对箝位体和导轨的机械加工精度要求较高的问题，进而提供一种内驱动式被动箝位压电驱动器。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明的一种内驱动式被动箝位压电驱动器包括导轨、驱动体、驱动压电叠堆、两个箝位压电叠堆和两个箝位体；导轨为П形导轨，导轨的两臂水平设置；

每个箝位体包括箝位压电叠堆预紧件、两个箝位三角放大的柔性铰链、两个箝位压电叠堆支撑体和两个箝位头；两个箝位三角放大的柔性铰链以导轨的中心线MN对称设置，两个箝位三角放大的柔性铰链的中部各安装有一个箝位头，两个箝位三角放大的柔性铰链的两端各安装有一个箝位压电叠堆支撑体且四者连接为一体；

每个驱动体包括两个驱动三角放大的柔性铰链、两个驱动压电叠堆支撑体和两个驱动压电叠堆预紧件；两个箝位体之间设置有与二者连接的驱动体，驱动体的两个驱动三角放大的柔性铰链分别与各自相邻的箝位压电叠堆支撑体连接，两个驱动三角放大的柔性铰链之间连接两个驱动压电叠堆支撑体，两个驱动压电叠堆支撑体以导轨的中心线MN对称设置，两个驱动压电叠堆预紧件旋拧在两个驱动压电叠堆支撑体上，驱动压电叠堆竖直安装在两个驱动压电叠堆预紧件之间；

两个箝位压电叠堆预紧件分别旋拧在外侧布置的箝位压电叠堆支撑体上，箝位压电叠堆水平安装在箝位压电叠堆预紧件和内侧布置的箝位压电叠堆支撑体之间；驱动体和两个箝位体布置在导轨两臂的凹槽内，四个箝位头嵌装在凹槽内并能在凹槽滑动。