[实用新型]一种夹心式旋转型双驱动压电作动器

说明书

本实用新型公开了一种夹心式旋转型双驱动压电作动器，作动器包含第一扭振作动模块、第二扭振作动模块、纵向双头螺柱和弯振压电元件组；第一扭振作动模块、第二扭振作动模块均包含驱动圆环、驱动梁、固定片、扭振压电元件组、横向双头螺柱和L形梁，横向双头螺柱穿过固定片、扭振压电元件组后两端分别和驱动梁的一端、L形梁的一端螺纹连接，驱动梁的另一端和驱动圆环的侧壁固连；纵向双头螺柱穿过弯振压电元件组分别和第一扭振作动模块、第二扭振作动模块L形梁的另一端螺纹相连。本实用新型依靠摩擦作用直接驱动转子旋转，不需要复杂的传动和减速机构，结构简单紧凑，易于实现小型化，且能强磁场及真空环境下工作。

技术领域

本实用新型涉及压电驱动技术和二自由度关节模块技术领域，尤其涉及一种夹心式旋转型双驱动压电作动器。

背景技术

机械臂关节模块通常通过电机和液压驱动，来实现关节模块以及整个机械臂的运动。随着机械臂在科研领域应用范围的不断扩大，一些特殊的工作场合对关节模块的驱动技术提出了更高的要求，如不受强磁场干扰、真空环境作业、微型结构等。电磁电机在强磁场环境中无法正常工作，液压驱动无法在真空环境下有效工作，且这两种作动方式都存在机构冗余不利于小型化。基于逆压电效应的压电驱动方式在压电陶瓷材料的制备和加工技术得到了进一步发展的情况下，可实现驱动结构的结构紧凑、直接驱动、无电磁干扰、易于小型化等特点，在极端工作环境中拥有者广泛的应用前景。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种夹心式旋转型双驱动压电作动器。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种夹心式旋转型双驱动压电作动器，包含第一扭振作动模块、第二扭振作动模块、纵向双头螺柱和弯振压电元件组；

所述第一扭振作动模块、第二扭振作动模块均包含驱动圆环、驱动梁、固定片、扭振压电元件组、横向双头螺柱和L形梁；所述驱动圆环呈圆环状；所述驱动梁一端和所述驱动圆环的侧壁固连，另一端和所述固定片的一个端面固连，且驱动梁的轴线经过驱动圆环的中心；所述扭振压电元件组包含2p个扭振压电元件，p为大于等于1的整数；所述扭振压电元件呈圆环状，采用四分区压电元件，沿圆周方向极化；所述驱动梁远离驱动圆环一端的端面中心设有和所述横向双头螺柱相匹配的螺纹孔；所述固定片上设有供所述横向双头螺柱穿过和所述驱动梁上螺纹孔相连的通孔；所述L形梁包含第一短梁、第二短梁，其中，所述第一短梁一端和所述第二短梁的一端垂直固连、另一端的端面中心设有和所述纵向双头螺柱相匹配的螺纹孔，所述第二短梁的另一端设有和所述横向双头螺柱相匹配的螺纹孔；所述横向双头螺柱一端和所述第二短梁上的螺纹孔螺纹相连，另一端依次穿过扭振压电元件组中2p个扭振压电元件的中心圆孔、固定片上的通孔后和所述驱动梁上的螺纹孔螺纹相连，使得扭振压电元件组中2p个扭振压电元件固定在L形梁和驱动梁之间，且驱动梁第一短梁的轴线垂直于驱动圆环的端面；

所述弯振压电元件组包含2q个弯振压电元件，q为大于等于1的整数；所述弯振压电元件呈圆环状，采用二分区压电元件，均沿厚度方向极化，且两个分区的极化方向相反；

所述纵向双头螺柱一端和所述第一扭振作动模块驱动梁第一短梁上的螺纹孔螺纹相连，另一端依次穿过弯振压电元件组中2q个弯振压电元件的中心圆孔后和第二扭振作动模块驱动梁第一短梁上的螺纹孔螺纹相连，使得弯振压电元件组中2q个弯振压电元件固定在第一扭振作动模块、第二扭振作动模块之间；

所述第一扭振作动模块、第二扭振作动模块的扭振压电元件组中各个扭振压电元件的极化方向均相同；所述弯振压电元件组中相邻弯振压电元件的极化方向相反；

所述第一扭振作动模块驱动圆环远离第二扭振作动模块驱动圆环的端面上、第二扭振作动模块驱动圆环远离第一扭振作动模块驱动圆环的端面上都周向均匀设有m个驱动齿，m为大于等于3的自然数；