[发明专利]基于全压电陶瓷驱动的线性驱动装置

说明书

基于全压电陶瓷驱动的线性驱动装置，它涉及一种线性驱动装置。本发明解决现有的压电陶瓷存在驱动运动行程范围小、定位精度低的问题。第一级放大器竖直设置，宏动压电陶瓷竖直设置在第一级放大器内，第二级放大器水平穿装在第一级放大器的中部并通过两个链接块与第一级放大器固接，每个柔性导向器通过一根横梁固装在基座上，每个链接块的上方和下方均设置有一个柔性导向器，柔性导向器的固定端与横梁固装为一体，四个柔性导向器两两相对且平行设置，导向支撑架上设有四个悬臂，导向支撑架的每个悬臂与对应的一个柔性导向器的输出端固定连接，第二级放大器的前侧中部与导向支撑架之间设置有微动压电陶瓷。本发明用于全压电陶瓷大行程线性驱动。

技术领域

本发明涉及一种线性驱动装置，具体涉及一种基于全压电陶瓷驱动的线性驱动装置。

背景技术

压电陶瓷凭借其高刚度、高分辨率、高频响的特点在精密工程领域中得到广泛应用。但是由于压电陶瓷工作原理和工艺水平的限制，其输出位移仅为陶瓷材料总长的0.1％--0.2％，因此常规使用的压电陶瓷堆的最大运动行程一般仅为200um。这严重限制了陶瓷在大行程场合的应用。虽然基于电磁原理的音圈电机和摩擦原理的超声电机可以实现毫米级的行程范围和微米级的定位精度，成为精密工程驱动的选择之一，但是这类直线电机结构复杂，且分辨率和动态性能与压电陶瓷不可相提并论。

综上，现有的压电陶瓷驱动运动行程范围小、定位精度低。

发明内容

本发明为解决现有的压电陶瓷存在驱动运动行程范围小、定位精度低的问题，进而提供一种基于全压电陶瓷驱动的线性驱动装置。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

本发明的基于全压电陶瓷驱动的线性驱动装置包括基座1、二级桥式放大器2、光栅位移传感器5、导向支撑架6和四个柔性导向器3，所述基于全压电陶瓷驱动的线性驱动装置还包括微动压电陶瓷4，二级桥式放大器包括第一级放大器2-1、第二级放大器2-2、宏动压电陶瓷2-3和两个链接块2-4，第一级放大器2-1和第二级放大器2-2均为四边形框体结构，第一级放大器2-1竖直设置，宏动压电陶瓷2-3竖直设置在第一级放大器2-1内，第一级放大器2-1的上下端为第一级放大器位移输入端，第一级放大器2-1的两侧中部为第一级放大器位移输出端，第二级放大器2-2的两端为第二级放大器位移输入端，第二级放大器2-2的两侧中部为第二级放大器位移输出端，第一级放大器2-1的两侧中部对称设置有两个链接块2-4，第二级放大器2-2水平穿装在第一级放大器2-1的中部并通过两个链接块2-4与第一级放大器2-1固接，二级桥式放大器侧壁固装在基座1上，每个柔性导向器3通过一根横梁固装在基座1上，每个链接块2-4的上方和下方均设置有一个柔性导向器3，柔性导向器3的固定端与横梁固装为一体，四个柔性导向器3两两相对且平行设置，导向支撑架6上设有四个悬臂，导向支撑架6的每个悬臂与对应的一个柔性导向器3的输出端固定连接，第二级放大器2-2的前侧中部与导向支撑架6之间设置有微动压电陶瓷4，光栅位移传感器5设置在基座1的上部。

在一个实施方案中，第一级放大器2-1和第二级放大器2-2均为矩形结构桥式放大器。

在一个实施方案中，二级桥式放大器的输出位移的分辨率小于微动压电陶瓷4的行程。

在一个实施方案中，柔性导向器3是由多层四边形结构连接而成的弹性簧片结构。

在一个实施方案中，柔性导向器3一端的两侧为柔性导向器3的固定端，柔性导向器3一端的中部为柔性导向器3的输出端。

在一个实施方案中，光栅位移传感器5安装在位于左上方的柔性导向器3的输出端上。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：