[实用新型]一种热驱动大载荷微位移执行机构

说明书

本发明属于精密机械技术领域，公开了一种热驱动大载荷微位移执行机构，缸筒组件内部充满一定压力的液体介质，用于承载大的负载；的缸筒组件同轴安装在固体支架内部，通过缸筒组件与固体支架之间的导向结构进行缸筒轴向滑动，实现微位移驱动；丝杠‑螺母结构同轴固定在固体支架上，或直接在固体支架上加工螺纹孔；丝杠‑螺母结构与缸筒组件同轴，丝杠通过在螺纹孔中旋转并通过球头连接部分驱动缸筒线性运动，进行大行程位移输出。本发明通过热驱动实现大载荷、毫米级大行程的高精度纳米级微位移驱动，同时进一步将行程拓展到厘米级。该执行机构具有大载荷、大行程、高精度、动作平稳、可靠、结构简单、节能、工作寿命长的特点。

技术领域

本发明属于精密机械技术领域，尤其涉及一种热驱动大载荷微位移执行机构。用于承载大载荷，同时进行微米和亚微米级位移驱动。

背景技术

目前，微位移执行机构是一种能产生微米级或者亚微米级的驱动装置，在航空、微电子以及精密仪器等领域应用广泛。微位移执行机构是精密机械与精密仪器的关键技术之一，是先进制造技术的重要组成部分，近年来随着微电子技术、航空航天、生物工程等学科的发展而迅速地发展。

微位移执行机构按其工作原理可分为两大类：机械式和机电式，包括静电、电磁、压电、形状记忆合金、液压驱动、气压驱动等类型。其中最常用的是压电式和液压驱动式两类执行机构。

现有的各种驱动方式一般都不能同时满足大载荷、大行程、微位移、清洁可靠的条件。比如压电式执行机构，具有精度高、响应快的优点，但是难以克服高发热和小行程的缺点，同时使用成本较高。

液压驱动式具有高精度、大载荷和大行程的优点，但是存在油路污染，占用空间较大，需要外接动力源装置。气压驱动式虽热可以解决污染的问题，清洁性较好，但是仍然需要外接压力源，位移的精密控制受限于气压的稳定性。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：(1)现有压电式驱动式执行机构不能同时满足大载荷、大行程、微位移、清洁可靠的条件。难以克服高发热和小行程的缺点，同时使用成本较高。

(2)液压驱动式存在油路污染，占用空间较大，需要外接动力源装置。气压驱动式仍然需要外接压力源，位移的精密控制受限于气压的稳定性。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种热驱动大载荷微位移执行机构。本发明的目的是解决现有技术中微位移执行机构无法同时实现大载荷、大行程、清洁可靠、高精度微位移驱动等技术问题，提供了一种热驱动大载荷微位移执行结构，可以兼顾高精度、大载荷、大行程的需要，同时具有结构简单可靠、抗干扰力强、动作稳定、工作寿命长的特点。

本发明是这样实现的，一种热驱动大载荷微位移执行机构，所述热驱动大载荷微位移执行机构包括：

缸筒组件，内部充满一定压力的液体介质，用于承载大的负载；

所述的缸筒组件同轴安装在固体支架内部，通过缸筒组件与固体支架之间的导向结构进行缸筒轴向滑动，实现微位移驱动；

丝杠-螺母结构，同轴固定在固体支架上，或直接在固体支架上加工螺纹孔；

所述的丝杠-螺母结构与缸筒组件同轴，丝杠通过在螺纹孔中旋转并通过球头连接部分驱动缸筒线性运动，进行大行程位移输出。

进一步，所述的液体介质具有热胀冷缩性能，包括各类矿物油、硅油、乙二醇、甘油。

所述的缸筒组件轴向方向焊接有金属波纹管，为充装液体提供轴向方向的线性位移伸缩；所述金属波纹管上部连接有载物平台；

所述的金属波纹管具有轴向刚度远小于径向刚度，包括焊接波纹管、液压成型波纹管。

进一步，所述的缸筒组件安装有单向自密封的充压阀，向缸筒内充入一定压力的液体；