[发明专利]一种基于非对称三角形铰链机构的旋转式压电驱动装置

权利要求书

1.一种基于非对称三角形铰链机构的旋转式压电驱动装置，包括转子（1）、压电叠堆（2）、预紧楔块（3）、预紧螺钉（4）、非对称三角形铰链机构（5）和底座（6），其特征在于：所述驱动装置利用寄生惯性原理实现转子（1）步进式大行程旋转运动，转子（1）包括旋转台、轴承和旋转轴，旋转台与轴承外圈、旋转轴与轴承内圈、旋转轴与底座为过盈配合，轴承通过旋转轴与底座连接；非对称三角形铰链机构（5）通过螺钉安装在底座上，预紧螺钉（4）用于调节非对称三角形铰链机构（5）与转子（1）之间的初始预紧力；

所述驱动装置通过控制压电叠堆（2）驱动非对称三角形铰链机构（5）实现寄生惯性运动，进而驱动转子（1）实现步进式旋转精密运动；

所述非对称三角形铰链机构由三条直边组成三角形，底边与底座固定，底边两端分别设置一个直圆型柔性铰链与两条斜边相连，两条斜边的连接处设置圆弧形状的驱动足，驱动足与转子接触，压电叠堆（2）安装于非对称三角形铰链机构（5）内，压电叠堆(2)的一端通过预紧楔块抵靠在非对称三角形铰链机构（5）的底边，压电叠堆(2)的另一端抵靠在两条斜边的连接处，压电叠堆（2）通过预紧楔块（3）进行预紧。

2.根据权利要求1所述的基于非对称三角形铰链机构的旋转式压电驱动装置，其特征在于设计的非对称三角形铰链机构（5）采用弹簧钢或高强度铝合金制造，通过两个薄壁式柔性铰链连接，组成非对称的三角形结构。

3.根据权利要求1所述的基于非对称三角形铰链机构的旋转式压电驱动装置，其特征在于压电叠堆（2）的主输出方向与转子（1）的旋转中心在一条直线上，且非对称三角形铰链机构（5）的受力方向与压电叠堆（2）的主输出方向一致。

4.根据权利要求1所述的基于非对称三角形铰链机构的旋转式压电驱动装置，其特征在于采用非对称三角形铰链机构（5）的寄生惯性驱动原理，单个压电叠堆（2）得电推动非对称三角形铰链机构（5）产生两个方向的复合力，一个方向的力作为驱动力推动转子（1）做旋转运动，另一个方向的力向上顶紧转子（1）施加预紧力。

5.根据权利要求1所述的基于非对称三角形铰链机构的旋转式压电驱动装置，其特征在于采用锯齿波或三角波形式的压电信号控制压电叠堆（2），使压电叠堆（2）缓慢伸长，推动非对称三角形铰链机构作复合运动，从而实现转子（1）旋转运动；压电叠堆（2）在压电信号控制下迅速回退，转子（1）在惯性作用下保持旋转后的角度不动。