[发明专利]一种具有各向异性摩擦表面的交替步进压电粘滑驱动器

权利要求书

1.一种具有各向异性摩擦表面的交替步进压电粘滑驱动器，其特征在于：该压电粘滑驱动器由定子（1）、预紧力加载平台（2）、固定基座（3）和动子（4）四部分组成；其中定子（1）固定安装在预紧力加载平台（2）上，预紧力加载平台（2）安装在固定基座（3）上，动子（4）安装在固定基座（3）上并与驱动足弹性接触；所述定子（1）包括“工”字前梁（1-1）、直圆柔性铰链（1-2）、“工”字连接梁（1-3）、C形复位弹簧（1-4）、“工”字后梁（1-5）、安装孔（1-6）、倒C形复位弹簧（1-7）、压电叠堆（1-8）、第一驱动足（1-9）、第二驱动足（1-10）；定子（1）刚性部分呈“工”字型；“工”字前梁（1-1）和“工”字连接梁（1-3）之间设置有直圆柔性铰链（1-2），便于“工”字前梁（1-1）转动；第一驱动足（1-9）设置在“工”字前梁（1-1）的左端，第二驱动足（1-10）设置在“工”字前梁（1-1）的右端，且第一、第二驱动足（1-9、1-10）均向右倾斜； “工”字前梁（1-1）与“工”字后梁（1-5）右端通过C形复位弹簧（1-4）连接；“工”字前梁（1-1）与“工”字后梁（1-5）左端通过倒C形复位弹簧（1-7）连接；“工”字后梁（1-5）两端设置有两个安装孔（1-6），用于将定子（1）固定在预紧力加载平台（2）上；压电叠堆（1-8）设置在倒C形复位弹簧（1-7）与“工”字连接梁（1-3）中间；驱动足与动子（4）摩擦表面具有各向异性，摩擦角αβ，使得摩擦具有方向依赖性，当动子（4）向右运动时产生的摩擦力小于向左运动时产生的摩擦力；给压电叠堆（1-8）施加三角波，当压电叠堆（1-8）伸长时，“工”字前梁（1-1）向右倾斜，第一驱动足（1-9）向右形变推动动子（4）向右运动；当压电叠堆（1-8）回缩时，“工”字前梁（1-1）在C形、倒C形复位弹簧（1-4、1-7）的作用下恢复水平，第二驱动足（1-10）向右形变推动动子（4）向右运动，所述第一、第二驱动足（1-9、1-10）中设置有平行导向机构（1-9-1、1-10-1），保证预紧后，驱动足与动子（4）之间仍为面接触。

2.根据权利要求1所述的一种具有各向异性摩擦表面的交替步进压电粘滑驱动器，其特征在于所述的动子（4）和驱动足接触表面（4-1、1-9-2、1-10-2）采用纳米制造技术使摩擦具有方向依赖性，摩擦角αβ，当动子（4）向右运动时产生的摩擦力小于向左运动时产生的摩擦力。

3.根据权利要求1所述的一种具有各向异性摩擦表面的交替步进压电粘滑驱动器，其特征在于：在工作前适当预紧，使得第一、第二驱动足（1-9、1-10）与动子（4）均保持弹性接触；给压电叠堆（1-8）施加三角波，控制压电叠堆（1-8）的伸长与缩短；当压电叠堆（1-8）伸长时，“工”字前梁（1-1）向右倾斜，第一驱动足（1-9）向右形变推动动子（4）向右运动，同时第二驱动足（1-10）向左运动；当压电叠堆（1-8）回缩时，“工”字前梁（1-1）在C形、倒C形复位弹簧（1-4、1-7）的作用下恢复水平，第二驱动足（1-10）推动动子（4）向右运动，同时第一驱动足（1-9）向左运动。