[实用新型]一种运动转换结构及旋转执行器

说明书

本实用新型提供了一种运动转换结构及旋转执行器。所述运动转换结构包括：压电双晶片、齿条和齿轮；所述压电双晶片的第一端固定，所述压电双晶片第二端与所述齿条固定连接，所述齿轮与所述齿条啮合；当向所述压电双晶片施加激励信号，使所述压电双晶片的第二端发生往复运动时，所述齿条随所述压电双晶片第二端一同发生往复运动，带动所述齿轮进行往复旋转运动。所述旋转执行器包含所述运动转换结构。采用上述技术方案后，旋转执行器功耗低，不受电磁干扰，响应时间短。

技术领域

本实用新型涉及旋转执行器技术领域，尤其涉及一种运动转换结构及旋转执行器。

背景技术

现代通讯中，高增益天线是无线长距离通讯的关键组成部分。随着雷达和通讯系统的不断发展，将会需要越来越多的天线。为了减少天线的数量及质量，高增益波束扫描天线的研究显的尤其重要。平面反射阵天线已经引起了广泛的关注和研究，为了实现快速波束扫描并提高扫描性能，要求反射阵天线上每个阵列贴片单元的相位独立可调控。通过旋转每一个单元贴片对其相位进行调节。为了实现每个单元都能够独立自动旋转，每个单元贴片均需要一个旋转执行器。

现有技术中能够实现旋转的执行器主要包括：电磁电机，通过通电导体在磁场中运动实现；基于形状记忆合金旋转执行器，基于温度变化引起材料组织变化进而引起结构尺寸变化，从而实现角度旋转；电激活聚合物执行器，通过高压引起电极层之间结构尺寸发生变化，实现角度旋转运动；以及超声马达，通过逆压电效应使得定子与转子之间产生椭圆振动波，使转子实现旋转。

现有技术存在的问题在于，电磁电机具有较大的体积、较大的质量、较高的功耗以及较多的控制线、且由于自身生热，存在热辐射使得能量转换效率低；形状记忆合金旋转执行器需要较长时间的温度转换时间导，致较低的旋转速度，且由于自身生热，存在热辐射使得能量转换效率低；电激活聚合物执行器具有较大的体积，且旋转角度较大时，需要较高的输入电压；超声马达尽管具有较小的体积，较低的输入电压(功耗)，然而转速较低且要求高性能的伺服系统。

实用新型内容

为了克服上述技术缺陷，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、功耗低、能量效率高的运动转换结构及具有该运动转换结构的旋转执行器。运动转换结构由压电双晶片、齿条和齿轮组成，通过将压电双晶片一端的直线运动转换为旋转运动，从而提供了功耗低，能量转换效率高的旋转输出。旋转执行器包括运动转换结构和角位移放大结构，通过角位移放大结构放大运动转换结构提供旋转输出的角位移。

本实用新型公开了一种运动转换结构，包括：压电双晶片、齿条和齿轮；

所述压电双晶片的第一端固定，所述压电双晶片第二端与所述齿条固定连接，所述齿轮与所述齿条啮合；

当向所述压电双晶片施加激励信号，使所述压电双晶片的第二端发生往复运动时，所述齿条随所述压电双晶片第二端一同发生往复运动，带动所述齿轮进行往复旋转运动。

优选地，所述运动转换结构还包括转轴，所述齿轮固定设置于所述转轴上，所述转轴在所述齿轮进行旋转运动时同步进行旋转运动。

优选地，所述压电双晶片包括第一压电晶片、第二压电晶片和中间层；

所述中间层设置于所述第一压电晶片和第二压电晶片之间，所述中间层与所述第一压电晶片和所述第二压电晶片固定连接；

所述激励信号为交替施加到所述第一压电晶片和所述第二压电晶片上的直流激励电压。

优选地，所述第一压电晶片的第一端、所述第二压电晶片的第一端、所述中间层的第一端均固定；

所述中间层的第二端与所述齿条固定连接。