[发明专利]一种基于逆压电效应的作动器

说明书

技术领域

本发明涉及微位移驱动装置技术领域，具体涉及一种基于逆压电效应的作动器。

背景技术

近些年来，随着科技不断发展进步，各种新型技术不断出现，特别是航天航空、仿生科技、精密机械、医学、人造卫星等领域中出现的新型技术产物，要求高的定位能力。而且伴随着机器工作环境和应用场合的多样化，不仅要求作动器有着微米至纳米级的高精度和精确的运动控制要求，而且还希望作动器能够实现微型化、轻型化和模块化，且能在特殊场合下安全使用，如电磁场环境下。由于传统的作动器大都采用电热、电磁或机械式的驱动方式，对于当前作动器设计所提出的要求，传统作动器受制于工作原理和结构型式而不能满足要求。这就要求研发采用新型驱动方式的新型作动器来取代特定场合下使用的传动作动器。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了结构合理、响应时间短的一种基于逆压电效应的作动器。

本发明的技术方案如下：

一种基于逆压电效应的作动器，其特征在于，包括底座、设置在底座上的定子及设置在底座上且与定子接触连接的动子，所述底座与定子之间设有定位装置，且定子通过定位装置设置在底座上；所述定子包括定子底板、设置在定子底板上的放大单元结构及与放大单元结构传动连接的动力装置，且通过动力装置能够推动放大单元结构运动，并通过放大单元结构带动动子进行移动。

所述的一种基于逆压电效应的作动器，其特征在于，所述放大单元结构包括第一放大单元及与第一放大单元对称设置的第二放大单元，所述动力装置包括水平动力装置及竖直动力装置，所述第一放大单元及第二放大单元均采用二级杠杆放大结构，包括第一杠杆、第二杠杆及直圆型柔性铰链，所述第一杠杆中间位置设有第一直圆型柔性铰链，并通过第一直圆型柔性铰链与水平动力装置相连，从而构成等臂杠杆结构；所述第一杠杆的一端端面位置设有第二直圆型柔性铰链并通过第二直圆型柔性铰链与底板之间固定连接，所述第一杠杆的另一端侧面位置设有第三直圆型柔性铰链，并通过第三直圆型柔性铰链与第二杠杆固定连接，所述第二杠杆一端侧面位置上设有第四直圆型柔性铰链，并通过第四直圆型柔性铰链与底板之间固定连接，所述第二杠杆一端端面位置设有第五直圆型柔性铰链，并通过第五直圆型柔性铰链与竖直动力装置相连，所述第二杠杆端部设有驱动足，所述驱动足采用方形结构，并且与动子之间采用面接触。

所述的一种基于逆压电效应的作动器，其特征在于，所述动力装置采用压电叠堆结构，包括一组压电陶瓷片、内部电极、外部电极及绝缘体，所述压电陶瓷片、绝缘体、内部电极依次叠加设置，并通外部电极与外部电源电路连接。

所述的一种基于逆压电效应的作动器，其特征在于，所述定子底板上在靠近动力装置的位置处设有预紧装置，所述预紧装置包括测微头及设置在测微头上的接触小球，所述接触小球与动力装置之间设有方形垫板，并通过方形垫板与动力装置接触设置。

所述的一种基于逆压电效应的作动器，其特征在于，所述底座上设有用于定子与动子之间进行预压紧的预压机构，所述预压机构包括设置在固定设置在底座上的预压块及设置在预压块上的预压螺钉，所述定子底板的上设有悬臂梁，所述预压螺钉穿过悬臂梁与预压块固定连接，并将定子底板固定，所述预压螺钉上套设有预压弹簧。

所述的一种基于逆压电效应的作动器，其特征在于，所述定位结构采用v型导轨定位结构，包括v型导轨底座及设置在v型导轨底座上的v型槽导轨。

所述的一种基于逆压电效应的作动器，其特征在于，所述定位结构采用燕尾槽式导轨定位结构，包括燕尾槽底座及配合设置在燕尾槽底座上的燕尾槽导轨。

所述的一种基于逆压电效应的作动器，其特征在于，所述定位结构采用直导轨定位结构，包括直导轨底座及设置在直导轨底座上的直导轨。

所述的一种基于逆压电效应的作动器，其特征在于，所述动子包括动子底座、配合设置设在动子底座上的动子本体，所述动子底座上设有轨道，所述动子本体与轨道相配合，使得动子本体能沿轨道运动，所述动子本体上在与定子对应位置的侧面设有耐磨陶瓷条。

所述的一种基于逆压电效应的作动器，其特征在于，所述定子的底板上在与定位结构对应的位置处设有腰圆孔，用于调节定子在定位结构上的位置。

本发明的有益效果是：

1）定子采用压电叠堆作为动力装置，可以实现微位移动作，采用压电叠堆能够提高压电陶瓷的驱动位移量，同时具有低功耗、响应快及发热小的优点。