[发明专利]一种压电直线促动器及控制方法

说明书

本发明属于压电促动器技术领域，具体涉及一种压电直线促动器及控制方法。该桥式压电驱动直线促动器，包括外壳、后盖和推杆，所述外壳上设有后盖，推杆贯穿外壳与后盖，穿管处设有轴套，所述外壳内设有柔性铰接微动机构，推杆通过柔性铰接微动机构驱动，所述柔性铰接微动机构通过压电陶瓷驱动器进行驱动。其有益效果是：结构简单紧凑，通过一个压电陶瓷驱动器实现两个驱动头在两个方向上的运动控制，成本低，控制方法简单。

技术领域

本发明属于压电促动器技术领域，具体涉及一种压电直线促动器及控制方法。

背景技术

随着科学技术的发展，各学科在微纳米领域的发展要求对微纳米驱动技术提出了更高的要求，如光学、生命科学、航空航天领域等对纳米分辨率的运动控制要求有着迫切的需求，而传动的机械运动机构即控制方法难以满足要求。因此，各国学术界与产业局致力于新型精密运动控制装置与方法的研究。

随着材料科学的发展，新型功能材料为这些应用提出了新的解决方案，其中压电型精密促动器凭借其分辨率高、频率响应好、高负载体积小、无电磁干扰、易于实现一体化闭环控制等优点，在各领域得到了广泛的应用。

压电促动器主要包括：(1)信号控制式惯性压电促动器，其驱动原理是采用非对称的驱动信号作为动力源，并匹配前进和后退方向上对称的摩擦力实现驱动，但是需要简历里复杂和精密的信号控制系统，对促动器整机的微小化和集成化带来一定难度；(2)摩擦控制式惯性压电精密促动器，其驱动原理是采用对称的驱动信号和机械夹持结构共同作用产生的驱动力作为动力源，通过前进与后退方向上非对称的摩擦力实现驱动，但是摩擦力是非线性的，由于与接触面的情况、时效、温度、磨损和加工装配误差会对促动器造成影响，导致促动器的运动稳定性差、分辨率低、负载能力小。

发明内容

本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种压电直线促动器及控制方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种压电直线促动器，包括外壳、后盖和推杆，所述外壳上设有后盖，推杆贯穿外壳与后盖，穿管处设有轴套，所述外壳内设有柔性铰接微动机构，推杆通过柔性铰接微动机构驱动，所述柔性铰接微动机构通过压电陶瓷驱动器进行驱动。

进一步，所述柔性铰链微动机构中间为驱动空腔，柔性铰链微动机构上设有传动凹槽，推杆位于传动凹槽内，压电陶瓷驱动器位于驱动空腔内。

进一步，所述柔性铰接微动机构上位于传动凹槽与驱动空腔之间设有软连接块。

一种压电直线促动器的控制方法，压电陶瓷驱动器通过预紧螺栓安装在其内部，压电陶瓷驱动自由端运动，同时带动中间呈对称分布的两个半圆形驱动头相对运动，驱动头沿着推杆径向方向运动，同时，驱动端弧面上的精细螺纹与推杆螺纹啮合并对推杆产生预紧力，由此使推杆产生微位移；通过预紧螺栓调节压电陶瓷的预紧；通过非对称三角波的电压驱动，实现压电陶瓷的黏滑驱动，通过调节施加的静态电压可调节预紧力，通过调节施加的动态电压，可调整运动速度及运动方向。

本发明的有益效果是：结构简单紧凑，通过一个压电陶瓷驱动器实现两个驱动头在两个方向上的运动控制，成本低，控制方法简单。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图1为本发明的结构示意图；

附图2为本发明柔性铰链微动机构的结构示意图。

图中，1 外壳，2后盖，3推杆,4轴套，5柔性铰链微动机构，6压电陶瓷驱动器，7软连接块，8传动凹槽，9驱动空腔。

具体实施方式