[发明专利]基于可调节预压力放大机构的四通道式压电舵机

说明书

一种基于可调节预压力放大机构的四通道压电舵机，它包括四个舵翼（1），其特征是所述的四个舵翼（1）均通过轴承（15）与对应的输出轴（19）相连，输出轴（19）安装在输出轴端固定架（16）上并与压电双晶片（12）的一端相连，压电双晶片（12）的另一端与可调预压力放大机构（11）相连，可调预压力放大机构（11）通过弹簧（10）安装在固定架（5）上，输出轴端固定架（16）与固定架（5）之间通过螺杆（13）相连；四个输出轴端固定架（16）与四个固定架（5）均安装在对应的圆盘（6，20）上。本发明结构新颖，紧凑，功能实用性强。

技术领域

本发明涉及一种压电作动器，特别是基于压电双晶片弯曲变形驱动的作动器，具体的说是一种基于可调节预压力放大机构的四通道式压电舵机。

背景技术

压电作动器是近年来发展起来的新型电动执行元件,它是利用压电材料的逆压电效应将电能转化为机械能。以压电致动器为执行元件的各种执行机构已经广泛的应用在微位移平台、超精密机械加工、微夹持器、扫描隧道显微镜、运动导轨、天线和阀等多个技术领域中。

现代化战争对制导兵器的性能要求越来越高，兼具快速反应与便携、精确打击性能与低成本的制导炮弹呼之欲出，出于长远的战略意义考虑，各国也在争相发展与完善制导炮弹。本发明也是在国家大力发展本国的制导弹药的背景下，提出一种机动性和灵活性好的多通道舵机控件执行装置

压电双晶片驱动器具有控制带宽高，消耗功率小，费用低等优点，这些特征和微小型智能弹药对于飞控操纵面驱动器的要求十分契合。然而其输出位移小的缺陷也成了发展压电双晶片舵面驱动器的瓶颈。

发明内容

本发明的目的是针对现有的压电双晶片驱动器位移不足而影响其使用范围的问题，设计一种位置量大且可调的基于可调节预压力放大机构的四通道式压电舵机。

本发明的技术方案是：

一种基于可调节预压力放大机构的四通道压电舵机，它包括四个舵翼1，其特征是所述的四个舵翼1均通过轴承15与对应的输出轴19相连，输出轴19安装在输出轴端固定架16上并与压电双晶片12的一端相连，压电双晶片12的另一端与可调预压力放大机构11相连，可调预压力放大机构11通过弹簧10安装在固定架5上，输出轴端固定架16与固定架5之间通过螺杆13相连且两者之间的距离可调；四个输出轴端固定架16与四个固定架5均安装在对应的圆盘（6，20）上；压电双晶片12弯曲变形促使与其紧密连接的输出轴19发生转动，从而使舵翼发生偏转，通过调节可调预压力放大机构11的输出力大小可调节舵翼的偏转角度；可调预压力放大机构11的输出力由弹簧10的预压力和压电叠堆18通电产生的纵向伸缩力组成。

所述的可调预压力放大机构11由放大机构组件17和压电叠堆18以及支撑板24组成，支撑板24与弹簧10相连，放大机构组件17绞支固定在支撑板24上并将弹簧10的力和压电叠堆18的力叠加后作用在安装在固定架5中并能在其中滑移的推杆19-1上，推杆19-1推动压电双晶片12变形从而驱动输出轴19带动舵翼1转动。

四个压电双晶片作动器分别控制四个舵翼偏转，灵活性高。

整体外部结构为一体式圆柱形结构。

弹簧10通过可调预压力放大机构11施加于固定在推杆19-1和输出轴19之间的压电双晶片12以提供轴向预压力。

所述的可调预压力放大机构11通过压电叠堆18纵向变形施加于铰链最终作用于压电双晶片从而增加其轴向预压力。

通过输出电压的调节可改变压电叠堆18以及压电双晶片12的变形程度，从而改变最终输出的偏转位移，从而弥补了舵翼偏转位移不足且不可调节的缺点。

本发明的有益效果：

本发明通过采取压电叠堆与放大机构调节压电双晶片的预压力，从而实现了：

 1、舵翼偏转角度范围更大，最大输出偏转位移增大