[发明专利]一种靠静摩擦驱动的大扭矩旋转作动器的驱动方法

说明书

本发明公开了一种靠静摩擦驱动的大扭矩旋转作动器及其工作方法，大扭矩旋转作动器包括壳体、两个二端盖、固定板、输出轴、两个轴承、两个驱动圆环和四个作动模块。四个作动模块结构相同，均包含承载板、作动板和M个作动单元，承载板、作动板平行设置，M个作动单元周向均匀的设置在承载板和作动板之间、驱动作动板相对承载板平动或旋转。工作时，通过四个作动模块两两配合，带动两个驱动圆环交替旋转，进而带动输出轴旋转。本发明利用静摩擦力驱动，不会产生噪音、不存在磨损，具有可靠性高、输出扭矩大、使用寿命长的特点。

技术领域

本发明涉及摩擦驱动领域，尤其涉及一种靠静摩擦驱动的大扭矩旋转作动器及其工作方法。

背景技术

以行波型超声电机为代表的压电作动器是依靠定子和动子之间的滑动摩擦力作为驱动力对外做功输出，定、动子间的高频、间歇接触滑动不可避免地带来发热和磨损问题，降低压电作动器的输出性能和使用寿命。此外，压电作动器作动头表面质点的复合运动轨迹很容易受到正压力的作用发生畸变，压电作动器很难通过无限增大正压力提高输出扭矩，因为正压力的增大会减小作动头的法向变形幅度，当正压力超过一定极限压电作动器会出现卡死状况。如何减缓磨损、如何进一步提高输出扭矩成了压电作动器进一步拓宽应用范围、提高负载能力所面临的主要问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种靠静摩擦驱动的大扭矩旋转作动器及其工作方法。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种靠静摩擦驱动的大扭矩旋转作动器，包括壳体、第一端盖、第二端盖、固定板、输出轴、第一轴承、第二轴承、第一驱动圆环、第二驱动圆环、以及第一至第四作动模块；

所述壳体为两端开口的空心圆柱体；

所述第一端盖、第二端盖分别和壳体的两端同轴固连，且第一端盖、第二端盖的中心均设有供所述输出轴穿过的通孔；

所述固定板为设置在壳体中心的圆板，和壳体内壁同轴固连，且固定板中心均设有供所述输出轴穿过的通孔；

所述输出轴依次穿过第一端盖、固定板、第二端盖中心的通孔，且输出轴一端通过第一轴承和第一端盖中心的通孔相连、另一端通过第二轴承和第二端盖中心的通孔相连，能够相对壳体自由转动；

所述第一驱动圆环设置输出轴在第一端盖、固定板之间的中点处，和输出轴同轴固连；所述第二驱动圆环设置在输出轴在固定板、第二端盖之间的中点处，和输出轴同轴固连；

所述第一至第四作动模块结构相同，均包含承载板、作动板和M个作动单元，M为大于等于2的自然数；

所述承载板、作动板平行设置，中心均设有供所述输出轴穿过的通孔；

所述M个作动单元周向均匀的设置在承载板、作动板之间，所述作动单元均包含第一直线作动筒和第二直线作动筒，其中，第一直线作动筒、第二直线作动筒均一端通过万向节和所述承载板固连，另一端均通过万向节和作动板固连；第一直线作动筒、第二直线作动筒均用于向作动板施加推力和旋转力，且第一直线作动筒、第二直线作动筒伸长相同长度时施加的旋转力大小相同、方向相反；

所述第一至第四作动模块均设置在壳体内，其中，第一作动模块设置在第一端盖和第一驱动圆环之间、承载板远离作动板的一侧和所述第一端盖同轴固连；第二作动模块设置在第一驱动圆环和固定板之间、承载板远离作动板的一侧和所述固定板同轴固连；第三作动模块设置在固定板和第二驱动圆环之间，承载板远离固定板的一侧和所述作动板同轴固连；第四作动模块设置在第二驱动圆环和第二端盖之间，承载板远离作动板的一侧和所述第二端盖同轴固连；

所述第一、第二作动模块用于配合夹住第一驱动圆环并带动第一驱动圆环转动，所述第三、第四作动模块用于配合夹住第二驱动圆环并带动第二驱动圆环转动。