[实用新型]一种可控驱动力的四通道压电舵机

说明书

本实用新型公开了一种可控驱动力的四通道压电舵机，属于压电作动器领域。利用轴向预压缩简支双晶片弯曲变形，改变压电舵机定子与转子之间的驱动力，从而实现四片舵的独立作动。本实用新型通过四根粘贴有陶瓷片的杆构成的框型结构作为定子提供驱动力，带动转子和舵面进行旋转。转子与基座之间安装有压电双晶片，通过双晶片变形改变定转子之间的预压力和摩擦力，解决了四片舵由同一定子驱动时出现的必须同时作动的问题，实现了四片舵的可单独控制。本实用新型利用轴向预压缩简支双晶片作为预压力微调机构来改变定转子之间的驱动力，结构简单，易于实现，提高了机电转换效率，解决了压电作动器采用一个定子而无法实现多通道单独作动的问题，实现了多通道单独作动。

技术领域

本发明属于压电作动器领域，尤其涉及一种可控驱动力的四通道压电舵机。

背景技术

由压电陶瓷设计制成的各种作动器，通常具有响应快、带宽高、控制精度好等众多优点，而这些优点与舵机的设计需求非常的契合，因此，越来越多的设计者们倾向于将压电陶瓷应用于舵机的一体化设计当中。由于压电作动器的设计具有灵活性和多样性，研究者们提出了各种各样的压电舵机，这些舵机虽然种类繁多，但是大多成熟度较低，而且由于设计尺寸的限制，大多数压电舵机都难以实现多通道单独控制，而将多个小型压电作动器集成安装于同一舵机中的设计，虽然可以实现多通道的单独控制，但由于小型作动器定转子尺寸的限制，这种舵机无法产生足够大的输出力矩，因此在很多场合并不适用。

发明内容

本发明提供了一种可控驱动力的四通道压电舵机，所述舵机利用压电双晶片弯曲改变定转子之间的预压力，使同一个定子对多组转子提供不同的驱动力，从而实现多通道的单独控制。

为实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种可控驱动力的四通道压电舵机，包括：定子部、转子部和预压力控制部；所述的定子部包括：定子座2、压电陶瓷片12，定子座2主体由四根杆围成，所述杆的中部为长方体结构2.3，所述杆的两端为圆柱体结构2.1，相邻的两根杆之间通过半圆形结构2.2连接，半圆形结构2.2外圆面顶端设置有施加预压力的球形凹槽2.2.1，半圆形结构内圆面为摩擦驱动面2.2.2；压电陶瓷片12共有八片，每两个一组，分别粘贴于定子座2长方体结构的上下表面上；

所述的转子部包括输出轴9、轴承10和舵片8，输出轴9为两端细、中部粗的柱状结构，所述两端细的柱状结构外圆面为轴承内圈安装面9.2，所述中部粗的柱状结构外圆面为摩擦接触面9.3，与定子座2的摩擦驱动面2.2.2紧密接触，输出轴9的末端侧面开有方形槽9.1；轴承10每两个分为一组，内圈分别安装于轴承内圈安装面9.2上；舵片8一端为方形片状结构，另一端端面设置有方形连接杆8.1，方形连接杆8.1的尺寸与方形槽9.1尺寸相符；

所述的预压力控制部包括上压板1、压电双晶片3、弹性垫片4、下底座5、小滚珠6、轴承支座7、调整垫片11；下底座5为一方形框架结构，方形框架四边的上端面设置有双晶片安装槽5.1、双晶片安装槽5.1的长边两侧分别设置有上压板连接面5.3，上压板连接面5.3上设置螺钉连接孔5.2，双晶片安装槽5.1 的短边两侧分别设置有弹性垫片安装面5.4；上压板1两边内侧面设置通孔1.2，上板内侧设有一半圆形凹面滚珠安装孔1.3，上压板1安装于下底座5上，舵片 8端面的方形连接杆8.1穿过上压板1侧面的通孔1.2安装于输出轴9的方形槽 9.1内；压电双晶片3由压电陶瓷层3.1和基体层3.2构成，压电陶瓷层3.1为两层，基体层3.2位于两层压电陶瓷层3.1的中间，压电双晶片3粘贴于下底座5 的双晶片安装槽5.1上；轴承支座7安装于压电双晶片3与输出轴9之间，为轴承10提供支撑，压电双晶片3变形推动轴承支座7，改变摩擦驱动面2.2.2和摩擦接触面9.3之间的预压力和摩擦力，从而使驱动力实现可控；小滚珠6安装于滚珠安装孔1.3与球形凹槽2.2.1之间，为定子部和转子部之间施加预压力。