[实用新型]一种单模态旋转型压电作动器

说明书

本实用新型公开了一种单模态旋转型压电作动器，属于压电精密驱动领域，易于实现微型化设计，能够解决磨损导致频率不一致带来的效率下降的问题。本实用新型包括定子组件、转子和夹持组件；利用所述夹持组件将所述定子组件中的驱动齿与转子预紧配合；通过对所述上、下压电定子上的压电陶瓷片施加具有π/2相位差的特定频率驱动信号，激励出所述定子组件的二阶弯振模态，使得所述驱动齿和转子的接触点产生相对的错动，进而产生摩擦力，并驱动所述转子转动；由于该压电作动器利用单一的二阶弯振模态作为工作模态，相对于多模态耦合型压电作动器，减少了对压电作动器尺寸的设计限制，更易于实现微型化设计。

技术领域

本实用新型属于压电精密驱动技术领域，尤其涉及一种单模态压电作动器。

背景技术

现有的大部分压电作动器都采用两相模态耦合的原理进行工作，如纵弯模态耦合、纵扭模态耦合和弯扭模态耦合，这类压电作动器具有较大的输出速度和输出力，但是这类压电作动器需要调节两相模态频率一致，由此引入对压电作动器几何尺寸和拓扑形状的严格限制，难以实现微型化设计；另外这类压电作动器在工作过程出现的磨损情况会造成两相频率漂移，增大两相频率差，使得压电作动器的性能下降。本实用新型提出一种单模态旋转型压电作动器，采用两个同形的压电定子，利用两个压电定子单一的二阶弯振模态驱动转子转动。由于单一模态对几何尺寸和拓扑形状的限制较小，本实用新型的压电作动器易于实现微型化设计。

发明内容

本实用新型提供了一种单模态旋转型压电作动器，采用两个同形的压电定子，利用两个压电定子单一的二阶弯振模态驱动转子转动，易于实现微型化设计，能够解决磨损导致频率不一致带来的效率下降的问题。

为实现以上目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种单模态旋转型压电作动器，包括：定子组件、转子3和夹持组件；所述的定子组件包括上压电定子1和下压电定子2；所述夹持组件包括夹持基板4、上夹持组件5、下夹持组件6；上压电定子1、下压电定子2、转子3、上夹持组件5和下夹持组件6都安装于夹持基板4上表面，上夹持组件5和下夹持组件6将转子3预紧在上压电定子1和下压电定子2之间。

以上所述结构中，上压电定子1包括金属基体1-1、压电陶瓷片1-2和驱动齿1-3；两片压电陶瓷片1-2粘贴在金属基体1-1的同一表面，两片压电陶瓷片1-2分别设置在上压电定子1的二阶弯振振型7的两个波峰7-1处，两片压电陶瓷片1-2都沿着厚度方向极化，且极化方向相反；驱动齿1-3设置在压电陶瓷片1-2对立面的金属基体1-1表面。

下压电定子2的结构与上压电定子1结构一致。

所述的夹持组件包括夹持基板4、上夹持组件5和下夹持组件6；夹持基板4上设置有定位凸台4-2和夹持螺纹孔4-3，定位凸台4-2分别设置在夹持基板4对立面，两个夹持螺纹孔4-3设置于夹持基板的另两个侧面；上夹持组件5包括夹持螺栓5-1和夹持弹簧5-2；夹持螺栓5-1穿过夹持螺纹孔4-3，夹持弹簧5-2与上压电定子1靠近驱动齿1-3的一端接触。

下夹持组件6的结构与上夹持组件5的结构一致。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供了一种单模态旋转型压电作动器，通过对上压电定子和下压电定子上的压电陶瓷片施加具有π/2相位差的特定频率驱动信号，激励出所述的上、下压电定子的所述的二阶弯振模态，使得所述的驱动齿和所述的转子的接触点产生规律性的相对脱离和接触错动，进而产生摩擦力，并驱动所述的转子转动；利用两个同形压电定子单一的二阶弯振模态驱动转子转动。由于单一模态对几何尺寸和拓扑形状的限制较小，易于实现微型化设计，而且能够解决磨损导致频率不一致带来的效率下降的问题，在微型飞行器及微型潜航器的驱动设备等领域具有较高的应用潜力。

附图说明

图1是本实用新型单模态旋转型压电作动器整体结构示意图；

图2是本实用新型上压电定子结构示意图；