[发明专利]一种压电驱动马达

说明书

本发明公开了一种压电驱动马达，包括中轴与输出轮，输出轮与中轴之间径向连接有压电输出模块，压电输出模块包括能够通电输出径向位移的压电陶瓷块，以及与压电陶瓷块限位配合将其输出径向位移转换至切向的柔性铰链组件。采用轮轴式的整体结构，在轮与轴之间设置压电输出对输出轮的旋转驱动达到连续输出，相当于增大输出步距；压电陶瓷块在通电状态下径向伸长，柔性铰链组件的位移转换作用将输出的径向位移转化为切向位移，并通过柔性铰链的位移放大作用在提升输出位移大小的情况下保持位移输出的精度，其精度由柔性铰链的设计保证降低对压电本身的要求，其结构相对较为成熟的尺蠖式传动设计结构更加简单，具有大步距连续性优点。

技术领域

本发明涉及压电位移输出技术领域，更具体地说，涉及一种压电驱动马达。

背景技术

随着科学技术的发展，人们对高精密自动化控制的需求越来越大。对电机的要求也在不断提高，传统的电磁电机的发展已经有100多年的历史，各方面技术成果已经十分完善，由于工作原理和结构的限制，难以满足在复杂恶劣环境条件中的需求，如力矩大，尺寸小，分辨率高，低速，低噪声，无电磁干扰等，为解决传统电机结构上的问题，提出了压电陶瓷输出位移的结构设计，压电陶瓷具有受恶劣环境影响小，运动精确，可微型化等优点。

不过目前压电陶瓷的位移装置设计技术还不够成熟，主要是存在以下缺点：对压电陶瓷的性能要求极高，压电陶瓷的运动轨迹及对应的控制规划复杂，压电陶瓷材料需要满足向多方向运动的要求。并且压电驱动步骤复杂，常用与压电陶瓷配合的尺蠖机构行程有限，往往只有几个微米，常常难以达到需要的位移输出量。

综上所述，如何有效地解决采用压电原理的运动输出装置存在的材质要求高、控制结构复杂以及输出位移有限等的技术问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种压电驱动马达，该压电驱动马达的结构设计可以有效地解决采用压电原理的运动输出装置存在的材质要求高、控制结构复杂以及输出位移有限等的技术问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种压电驱动马达，包括同轴设置、可转动连接的中轴与输出轮，所述输出轮与中轴之间径向连接有压电输出模块，所述压电输出模块包括能够通电输出径向位移的压电陶瓷块，以及与所述压电陶瓷块限位配合将其输出径向位移转换至切向的柔性铰链组件。

优选地，上述压电驱动马达中，所述柔性铰链组件包括位移输出块，所述位移输出块顶端用于与输出轮的内缘摩擦传动连接，所述压电陶瓷块的两端分别顶紧位移输出块的底面及所述中轴的外周，所述位移输出块的两端连接有非对称柔性铰链结构。

优选地，上述压电驱动马达中，所述柔性铰链组件还包括第一连杆及第二连杆，所述第一连杆及第二连杆分别设置于所述压电陶瓷块的两侧，两根连杆各自的首端均与所述中轴连接固定，第一连杆的尾端通过第一柔性铰链与所述位移输出块的一端连接，第二连杆的尾端通过第二柔性铰链与所述位移输出块的另一端连接，所述第一柔性铰链与第二柔性铰链结构不同。

优选地，上述压电驱动马达中，所述第一柔性铰链与所述位移输出块底面垂直连接；所述第一柔性铰链与位移输出块连接点的外侧为圆弧状连接结构、内侧为直角状连接结构，第一柔性铰链与第一连杆连接点的外侧为直角状连接结构、外侧为直角状连接结构。

优选地，上述压电驱动马达中，所述第二柔性铰链与所述位移输出块底面呈锐角状连接；所述第二柔性铰链与位移输出块连接点内外两侧均呈直面状，第二柔性铰链与第二连杆端部连接点内侧呈直面状、外侧呈圆弧状。

优选地，上述压电驱动马达中，所述第一连杆的杆径大于第二连杆的杆径。