[发明专利]变摩擦式弯振复合型双足压电驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及超声电机，具体涉及一种变摩擦式弯振复合型双足压电驱动装置。

背景技术

压电驱动装置是一种将电能转换为动子的直线或者旋转运动的新型驱动器，具有结构简单、行程大、结构紧凑、响应快、无电磁干扰、无噪声等特点，应用前景十分广泛。当对压电陶瓷片施加一定频率的交流电时，压电陶瓷片可以产生周期性变形，当压电驱动装置的驱动足的运动轨迹为椭圆时，驱动足与动子之间的摩擦力使微观机械振动将会转化为动子的宏观运动。本发明提出了一种变摩擦式弯振复合型双足压电驱动装置，设计了双足结构，两个圆柱驱动足的侧面与动子接触，通过改变圆柱驱动足对动子的正压力，改变圆柱驱动足与动子之间的摩擦力，当正压力增大时，摩擦力增大，动子按既定方向前进一大步，当正压力减小时，摩擦力减小，动子按与既定方向相反的方向后退一小步，动子输出既定方向的直线位移，该压电驱动装置整体为对称结构，具有输出位移大，结构简单，定位精度高，驱动平稳等特点，本发明在超声电机领域具有一定的实际意义。

发明内容

本发明提出了一种通过改变两个圆柱驱动足对动子的正压力，改变圆柱驱动足与动子之间摩擦力的方法，设计的双足为对称结构，两个圆柱驱动足由工字型梁连接，在工字型梁上下表面分别粘贴压电陶瓷片，开启工作电源，压电陶瓷片弯曲改变圆柱驱动足对动子的正压力，改变圆柱驱动足与动子之间的摩擦力。

参阅图1至图7，为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现。本发明提供的变摩擦式弯振复合型双足压电驱动装置包括有连接螺栓、弹簧垫片、定位架、压电陶瓷片、定位螺栓、螺母、底座、动子、驱动足与变幅杆。

底座放置在平整的台面上，两个定位架的两端由四个定位螺栓固接于底座的两个边框内侧，四个定位螺栓依次穿过弹簧垫片、定位架、底座的矩形框并用四个螺母固定连接，驱动足中间的横梁上下表面对称粘贴有两片压电陶瓷片，驱动足的两片压电陶瓷片的极化方向相反，变幅杆的侧面粘贴有四片压电陶瓷片，变幅杆的相对侧面粘贴的压电陶瓷片极化方向相反，两个连接螺栓依次穿过底座的矩形边框、定位架及变幅杆与驱动足中心的螺纹孔螺纹固定连接，两个动子放入底座的导轨内，两个动子与底座的导轨间隙配合，两个动子与驱动足的侧面面接触配合，两个动子的外侧面与驱动足的圆柱体端面共面。

技术方案中所述的底座用正方形钢板制作，底座的两侧对称加工有两个矩形边框，两个矩形边框竖直方向加工有矩形通孔，底座的中心线两侧对称加工有导轨。

技术方案中所述的定位架由薄钢片制作，可通过线切割加工，定位架的中心加工有圆形螺纹通孔，定位架的螺纹孔孔径与连接螺栓的外径相同，定位架的中心线两侧对称加工有矩形通孔，矩形通孔的孔径与定位螺栓的外径相同。

技术方案中所述的变幅杆为一杆状零件，由一长方体和圆台焊接而成，长方体内接于圆台大圆面，变幅杆的中心处加工一个圆形螺纹通孔，变幅杆的螺纹通孔直径与连接螺栓的外径相同。

技术方案中所述的驱动足是柱状钢材制作的哑铃型零件，驱动足两端的两个圆柱体中心处加工有圆形螺纹盲孔，驱动足的盲孔直径与变幅杆中心处的通孔直径相同。

技术方案中所述的动子为一长方体杆状零件，动子的横截面宽度与驱动足两端的圆柱体高度相等。

本发明的有益效果是：

(1)设计的压电驱动装置为对称结构，驱动过程平稳，通过改变圆柱驱动足对动子的正压力改变圆柱驱动足与动子之间的摩擦力，当正压力增大时，摩擦力增大，动子按既定方向前进一大步，当正压力减小时，摩擦力减小，动子按与既定方向相反的方向后退一小步，动子输出既定方向的直线位移，该压电驱动装置输出位移大、结构简单、定位精度高。

(2)压电驱动装置的所有零部件结构简单，均可以运用传统的车削、铣削进行加工，易于实现批量生产。

附图说明

图1是变摩擦式弯振复合型双足压电驱动装置的爆炸图。

图2是变摩擦式弯振复合型双足压电驱动装置的轴测图。

图3是定位架3的轴测图。

图4是底座7的轴测图。

图5是动子8的轴测图。

图6是驱动足9的轴测图。

图7是变幅杆10的轴测图。

图中：1.连接螺栓，2.弹簧垫片，3.定位架，4.压电陶瓷片，5.定位螺栓，6.螺母，7.底座，8.动子，9.驱动足，10.变幅杆。

下面结合附图对本发明作进一步的详细描述：