[发明专利]压电驱动型套筒折展机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种压电驱动型套筒折展机构，涉及折展机构技术领域。

背景技术

折展机构属于工程机械以及航空航天领域最为常用的一种机构，一般应具有结构简单、折展比大等优点。折展机构类型很多，套筒型的折展机构是最为常用的一种。套筒折展机构一般为量级或者多级套筒结构，通过内部套筒相对外部套筒的轴线运动实现展开动作。目前，套筒折展机构一般采用电磁电机、减速器、钢丝、转轮等基本元件组成的复杂系统实现展开和收回，结构复杂、重量大，而且电磁电机一般不具备自锁特性，能量损耗大。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有套筒折展机构结构复杂、重量大、能耗高的问题，本发明提供一种压电驱动型套筒折展机构。

本发明的压电驱动型套筒折展机构，所述折展机构包括压电驱动器、内套筒、导轨和外套筒；

所述压电驱动器包括六个驱动足、三个下端压电陶瓷组、竖直陶瓷组、三个上端陶瓷组和两个安装座；

竖直陶瓷组的上下两个端面分别与一个安装座固定连接，在下端面的安装座的侧面安装有三个下端压电陶瓷组，在上端面的安装座的侧面安装有三个上端陶瓷组；每个下端压电陶瓷组末端固定连接有一个驱动足，每个上端陶瓷组的末端也固定连接有一个驱动足，六个驱动足的末端面均与外套筒的内表面紧密接触；在竖直陶瓷组上端面的安装座上端与内套筒一端固定连接；导轨设置在内套筒和外套筒之间，限制内套筒绕外套筒的转动自由度。

所述压电驱动器中的六个驱动足与外套筒接触处的曲率与外套筒内壁半径相同。

所述三个下端压电陶瓷组和三个上端陶瓷组的轴线均与竖直陶瓷组的轴线垂直。

所述三个下端压电陶瓷组中相邻两个下端压电陶瓷组的夹角为120度，三个上端陶瓷组中相邻两个上端陶瓷组的夹角为120度。

在上端面的安装座与内套筒的连接方式为螺纹连接或者销连接。

本发明的有益效果在于，本发明的压电驱动型套筒折展机构利用了压电驱动器力(矩)密度大、无需减速和运动转换机构的优点，能够大大简化套筒展开机构的驱动装置，有效减小套筒展开机构的重量，并且无需润滑，更加适应空间工作环境；具有结构简单、重量轻、能量损耗低等优点，且加工装配十分简便。

附图说明

图1是具体实施方式中的压电驱动型套筒折展机构的剖视图；

图2是图1压电驱动型套筒折展机构中压电驱动器1的立体结构示意图。

具体实施方式

结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述的压电驱动型套筒折展机构，所述折展机构包括压电驱动器1、内套筒2、导轨3和外套筒4；

所述压电驱动器1包括六个驱动足1-1、三个下端压电陶瓷组1-2、竖直陶瓷组1-4、三个上端陶瓷组1-3和两个安装座1-5；

竖直陶瓷组1-4的上下两个端面分别与一个安装座1-5固定连接，在下端面的安装座1-5的侧面安装有三个下端压电陶瓷组1-2，在上端面的安装座1-5的侧面安装有三个上端陶瓷组1-3；每个下端压电陶瓷组1-2末端固定连接有一个驱动足1-1，每个上端陶瓷组1-3的末端也固定连接有一个驱动足1-1，六个驱动足1-1的末端面均与外套筒4的内表面紧密接触；在竖直陶瓷组1-4上端面的安装座1-5上端与内套筒2一端固定连接；导轨3设置在内套筒2和外套筒4之间，限制内套筒2绕外套筒4的转动自由度。

本实施方式中的压电驱动器采用蠕动式工作方式，压电驱动器与内套筒固定连接；

压电驱动器是一种利用压电陶瓷的逆压电效应，将电能转换为陶瓷的变形，而带动驱动足运动。其中蠕动式压电驱动器可通过多组驱动足与动子(或固定面)的交换接触和驱动足平行于动子(或固定面)的移动，并经摩擦耦合，带动动子(或驱动器自身)的运动。其具有无需变速机构、无电磁干扰、响应速度快等优点。

本实施方式的压电驱动型套筒折展机构在应用的时候，三个下端压电陶瓷组1-2接第一相驱动信号，竖直陶瓷组1-4接第二相驱动信号，三个上端压电陶瓷组1-3接第三相驱动信号；通过控制驱动信号为正电压或者负电压，可以控制陶瓷组运动状态为伸长或者缩短；下端压电陶瓷组1-2和上端压电陶瓷组1-3伸长时驱动足1-1与外套筒4内壁保持紧密接触，下端压电陶瓷组1-2和上端压电陶瓷组1-3缩短时驱动足1-1与外套筒4内壁保持脱离状态；竖直陶瓷组1-4的伸长或者缩短用于带动内套筒2相对外套筒4产生轴向位移；通过设定三相驱动信号的相位差，可以实现套筒折展机构的展开或者收回。

套筒展开动作时序：