[发明专利]一种基于悬臂梁振动的压电驱动微马达装置及其工作方法

权利要求书

1.一种基于悬臂梁振动的压电驱动微马达装置，其特征在于，包括微悬臂梁压电驱动系统、动力输出系统与马达启动停止系统；微悬臂梁压电驱动系统包括第一固定端(1)、压电片(4)和微悬臂梁(5)，动力输出系统包括连杆(6)、惯性轮(8)、惯性轮轴(9)、铰链(10)、质量块(11)和第二固定端(14)，马达启动停止系统包括电路，电路包括电源开关(2)和交流电源(3)；

微悬臂梁(5)一端与第一固定端(1)固定连接，另一端与质量块(11)固定连接；压电片(4)粘贴在微悬臂梁(5)上，压电片(4)与电路连接导通；电源开关(2)与交流电源(3)连接；

连杆(6)一端与质量块(11)连接，另一端与惯性轮(8)连接，惯性轮(8)与惯性轮轴(9)固定连接，惯性轮轴(9)连接在第二固定端(14)上。

2.根据权利要求1所述的基于悬臂梁振动的压电驱动微马达装置，其特征在于，在质量块(11)正下方设有磁铁(12)。

3.根据权利要求2所述的基于悬臂梁振动的压电驱动微马达装置，其特征在于，磁铁(12)与质量块(11)采用同性磁极。

4.根据权利要求2所述的基于悬臂梁振动的压电驱动微马达装置，其特征在于，磁铁(12)与质量块(11)采用异性磁极。

5.根据权利要求1所述的基于悬臂梁振动的压电驱动微马达装置，其特征在于，压电片(4)与微悬臂梁(5)宽度相同。

6.根据权利要求1所述的基于悬臂梁振动的压电驱动微马达装置，其特征在于，连杆(6)一端通过铰链(10)与质量块(11)连接，另一端通过连杆转动轴(7)与惯性轮(8)连接，连杆(6)与连杆转动轴(7)转动连接，连杆转动轴(7)与惯性轮(8)固定连接。

7.根据权利要求1所述的基于悬臂梁振动的压电驱动微马达装置，其特征在于，在惯性轮(8)轮心处安装有轴承，惯性轮轴(9)通过轴承安装在惯性轮(8)轮心处。

8.权利要求1～7任意一项所述的基于悬臂梁振动的压电驱动微马达装置的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

闭合电源开关(2)，电路导通，交流电源(3)给压电片(4)施加交流电压，压电片(4)发生伸缩变形，带动微悬臂梁(5)振动，质量块(11)跟随微悬臂梁(5)上下运动，推动连杆(6)做平面运动，惯性轮(8)和惯性轮轴(9)做定轴转动；

断开电源开关(2)，压电片(4)恢复原始形态，微悬臂梁(5)运动幅值逐步减小，直到静止，惯性轮(8)和惯性轮轴(9)停止转动。

9.根据权利要求8所述的基于悬臂梁振动的压电驱动微马达装置的工作方法，其特征在于，交流电源(3)给压电片(4)施加交流电压，引起惯性轮轴(9)转动，具体为：

当交流电源(3)给压电片(4)施加正相交流电压时，压电片(4)发生收缩变形，带动微悬臂梁(5)向上运动，质量块随微悬臂梁(5)向上运动，推动连杆(6)做平面运动，连杆(6)带动惯性轮(8)做顺时针转动，惯性轮(8)带动惯性轮轴(9)做顺时针转动；

当交流电源(3)给压电片(4)施加反相交流电压时，压电片(4)发生伸长变形，带动微悬臂梁(5)向下运动，质量块在微悬臂梁(5)带动和重力作用下加速运动，推动连杆(6)做平面运动，连杆(6)带动惯性轮(8)逆时针，惯性轮(8)带动惯性轮轴(9)做逆时针转动。

10.根据权利要求8所述的基于悬臂梁振动的压电驱动微马达装置的工作方法，其特征在于，当需要快速停止所述压电驱动微马达装置时，断开电源开关(2)，交流电压给压电片(4)施加与上一次相反的交流电压，再闭合电源开关(2)，压电片(4)发生与上一次促进微悬臂梁(5)振动运动方向相反的变形，减小微悬臂梁(5)的运动幅值，直至微悬臂梁(5)静止，连杆(6)停止，惯性轮(8)和惯性轮轴(9)停止转动。