[发明专利]一种压电作动直线平台及其操作方法

说明书

技术领域

本发明属于机电技术领域，涉及一种压电作动直线平台及其操作方法，具体地说，涉及一种低速大推力压电作动直线平台及其操作方法。

背景技术

压电作动器是一种通过外加电压对作动位移及输出力进行控制的装置，具有换能系数高，发热少，作动无机械空程、使用温度范围广(-40℃至125℃)、无电磁干扰的优点，非常适用于智能控制领域。压电陶瓷是一类具有压电特性的电子陶瓷材料，与典型的不包含铁电成分的压电石英晶体的主要区别是：构成其主要成分的晶相都是具有铁电性的晶粒.由于陶瓷是晶粒随机取向的多晶聚集体，因此其中各个铁电晶粒的自发极化矢量也是混乱取向的.为了使陶瓷能表现出宏观的压电特性，就必须在压电陶瓷烧成并于端面被复电极之后，将其置于强直流电场下进行极化处理，以使原来混乱取向的各自发极化矢量沿电场方向择优取向，经过极化处理后的压电陶瓷，在电场取消之后，会保留一定的宏观剩余极化强度，从而使陶瓷具有了一定的压电性质。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压电作动直线平台及其操作方法。

其技术方案如下：

一种压电作动直线平台，包括外壳1、转子2、摩擦片3、定子4、压电陶瓷5、轴承6、底座7、防转块8和直动丝杠9，所述摩擦片3通过环氧胶粘结在转子2表面，所述转子2以一定的预压力与定子4接触，所述轴承6固定在底座7上，所述轴承6约束转子2径向位移，所述压电陶瓷5通过环氧胶粘结在定子4表面，所述直动丝杠9与所述转子2通过传动螺纹连接，所述防转块8固定在底座7上，所述防转块8的自由端卡在直动丝杠9表面的轴向槽中。

本发明所述压电作动直线平台的操作方法，包括以下步骤：当压电陶瓷5通电之后，会带动定子4产生共振，定子4共振时其与摩擦片3接触界面产生机械行波，机械行波通过摩擦作用推动转子2发生转动，转子2通过传动螺纹，将转动传递到直动丝杠9，防转块8卡在直动丝杠9表面的轴向槽中防止直动丝杠9发生转动，从而保证直动丝杠9上下平动。

本发明的有益效果：

利用压电陶瓷的逆压电效应，将电能转化为定子振动的机械能，然后在预紧力的作用下利用摩擦片通过摩擦力将定子振动转化为转子的转动。通过直动丝杠和转子之间的传动螺纹配合，将转子的转动转化为丝杠的平动。防转块限制了直动丝杠转动的趋势，保证丝杠平稳的做直线运动。

由于压电作动的超声电机在低速情况下自身就有较大的扭矩，中空的结构可以保证直动丝杠具有较大的直径，从而保证直动丝杠与转子配合的传动螺纹升角可以很小，这样则保证了平台在非常低速的情况下，依然具有较大的推动力。

附图说明

图1为本发明压电作动直线平台的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

参照图1，一种压电作动直线平台，包括外壳1、转子2、摩擦片3、定子4、压电陶瓷5、轴承6、底座7、防转块8和直动丝杠9，所述摩擦片3通过环氧胶粘结在转子2表面，所述转子2以一定的预压力与定子4接触，所述轴承6固定在底座7上，所述轴承6约束转子2径向位移，所述压电陶瓷5通过环氧胶粘结在定子4表面，所述直动丝杠9与所述转子2通过传动螺纹连接，所述防转块8固定在底座7上，所述防转块8的自由端卡在直动丝杠9表面的轴向槽中。

本发明所述压电作动直线平台的操作方法，包括以下步骤：当压电陶瓷5通电之后，会带动定子4产生共振，定子4共振时其与摩擦片3接触界面产生机械行波，机械行波通过摩擦作用推动转子2发生转动，转子2通过传动螺纹，将转动传递到直动丝杠9，防转块8卡在直动丝杠9表面的轴向槽中防止直动丝杠9发生转动，从而保证直动丝杠9上下平动。

直动丝杠9外直径较大，从而保证其表面的螺纹升角较小，较小的螺纹升角配合超声电机超低速的特性使得直动丝杠9产生低速的直动特性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。