[发明专利]二次位移放大型压电驱动器

说明书

本发明涉及一种二次位移放大型压电驱动器，属于压电精密驱动领域。由定子、预紧机构、动子、基座等部分组成。其中定子通过预紧机构安装固定于基座上，定子与动子通过弹性接触方式实现定位和驱动传动。定子包括三角型柔性铰链位移放大机构、驱动足、六边形柔性铰链位移放大机构和压电叠堆促动器。其中驱动足为圆弧形薄金属板，金属板上面有两个完全相同柔性薄板，呈对称放置，与金属板柔性连接。通过对压电叠堆促动器施加控制电信号，推动三角柔性铰链放大机构产生正向位移进而实现一次位移放大，同时弧形驱动足产生自身弯曲形变，柔性薄板所受正压力改变产生自身伸长量，实现二次位移放大。具有结构简单、精度高、行程大等优点。

技术领域

本发明涉及微型精密驱动领域，特别涉及一种二次位移放大型压电驱动器。

背景技术

高精密定位技术正是时下研究的热点问题，而压电驱动器正是其中的核心研究内容。目前，压电驱动器正在航空航天、超精密加工等领域发挥着关键的作用。传统压电驱动器虽然驱动速度较大，但往往结构不够紧凑、分辨率较低，运动准确性较差。随着科技水平的提高，传统的压电驱动器已经不能满足需求，研究高速、高精度、微型化的新型压电驱动器是当下最重要的问题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二次位移放大型压电驱动器，解决了现有技术存在的上述问题。传统直动式压电驱动器往往位移较小，为了达到放大位移的目的，通过柔性铰链放大机构达成一次位移放大效果，同时对驱动足进行表面处理达到二次位移放大效果。二次位移放大型压电直线驱动器利用压电叠堆的逆压电效应产生的微小形变和力，带动柔性铰链放大机构产生整体较大位移，产生正压力使驱动足表面产生形变从而达到二次位移放大的效果。本发明的二次位移放大型压电直线驱动器，能实现大行程、高精度、大负载的运动的，同时能实现正反两方向的直线运动。所提出压电直线驱动器的三角形柔性铰链机构可以将压电叠堆的微小形变放大，产生较大正向运动，达成一次位移放大，同时驱动足自身产生形变达成二次位移放大。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

二次位移放大型压电驱动器，包括基座1、滑块2、定子3和预紧机构4，所述滑块2和预紧机构4均安装在基座1上，定子3安装在预紧机构4上，并与滑块2弹性接触；

所述定子3包括六边形柔性铰链机构一3-1、六边形柔性铰链机构二3-2、三角形柔性铰链3-3、圆弧形驱动足3-4、压电叠堆一3-5、压电叠堆二3-6、安装孔一3-7和安装孔二3-8，所述六边形柔性铰链机构一3-1包括底部固定梁一3-1-1、侧部柔性铰链一3-1-2和顶部连接梁一3-1-3；所述压电叠堆一3-5两端分别与底部固定梁一3-1-1、顶部连接梁一3-1-3以紧配合方式相连；六边形柔性铰链机构一3-1通过安装孔一3-7固定在预紧机构4上；六边形柔性铰链机构二3-2与六边形柔性铰链机构一3-1结构完全相同，两者对称安装在预紧机构4上；三角形柔性铰链3-3包括铰链一3-3-1、铰链二3-3-2，顶部连接梁一3-1-3与三角形柔性铰链3-3的铰链一3-3-1底部相连，顶部连接梁二3-2-3与三角形柔性铰链3-3的铰链二3-3-2底部相连。

所述的圆弧形驱动足3-4包括圆弧薄板3-4-1、柔性薄板一3-4-2和柔性薄板二3-4-3，所述圆弧薄板3-4-1为易变形金属薄板，与三角形柔性铰链3-3顶部柔性连接，圆弧薄板3-4-1与三角形柔性铰链3-3顶部夹角分别为θ1 和θ2 ；圆弧薄板3-4-1表面设置有两个对称布置的柔性薄板一3-4-2和柔性薄板二3-4-3，柔性薄板一3-4-2与圆弧薄板3-4-1成α1角度倾斜，且自身具有弧度β1；柔性薄板二3-4-3与圆弧薄板3-4-1成α2角度倾斜，且自身具有弧度β2；柔性薄板一3-4-2、柔性薄板二3-4-3与滑块2呈面接触。