[发明专利]一种圆柱形大行程高分辨率惯性直线电机

说明书

本发明公开了一种圆柱形大行程高分辨率惯性直线电机，包括质量块、轴、压电陶瓷、垫板和钳位机构，所述压电陶瓷的一端与所述质量块连接，所述压电陶瓷的另一端与所述垫板连接，所述垫板与所述钳位机构相连接，所述质量块、所述压电陶瓷、所述垫板和所述钳位机构均套设在所述轴上，所述钳位机构与所述轴过盈配合。本发明，在工作时不会产生电磁干扰，同时也不受电磁干扰的影响，能够满足洁净工作环境的要求，适应性更强，并且能够实现大行程，同时也具有极高的分辨率。

技术领域

本发明涉及一种惯性直线电机，具体涉及一种圆柱形大行程高分辨率惯性直线电机。

背景技术

直线电机是指一种能将电能直接转换成直线运动机械能而不需要任何中间转换机构的传动装置。现有的直线电机，多以电磁方式驱动，但是以电磁驱动的直线电机容易出现电磁干扰，不利于在对电磁干扰要求较高的场合使用；此外，现有的直线电机中，一部分电机具有大行程，但其分辨率较低，一部分电机具有较高的分辨率，但其行程受到了很大的限制，虽然还有一部分电机做到了大行程和高分辨率，但是其控制系统的设计十分复杂，设计成本较高，不利于批量化，而且，现有的大行程和高分辨率的电机普遍存在推力较小的问题。

因此，急需对一种压电驱动的大推力大行程高分辨率惯性式直线电机。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种圆柱形大行程高分辨率惯性直线电机，以解决上述技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种圆柱形大行程高分辨率惯性直线电机，包括质量块、轴、压电陶瓷、垫板和钳位机构，所述压电陶瓷的一端与所述质量块连接，所述压电陶瓷的另一端与所述垫板连接，所述垫板与所述钳位机构相连接，所述质量块、所述压电陶瓷、所述垫板和所述钳位机构均套设在所述轴上，所述钳位机构与所述轴过盈配合。

进一步地，所述钳位机构包括环体和若干个呈周向分布的弹性爪，所述弹性爪的前端连接在所述环体上，所述弹性爪的后端夹压在所述轴上，相邻两个弹性爪之间形成豁口。

更进一步地，所述环体和若干个弹性爪的内侧之间围成内腔，所述内腔的后端设置有内锥面。

更进一步地，所述垫板的后端设置有锥面，所述锥面抵接在所述内锥面上。

更进一步地，所述弹性爪设置有三个，三个弹性爪环绕所述环体的轴线均匀分布。

更进一步地，所述轴呈圆柱形，所述弹性爪的后端的内侧的弧面抵压在所述轴的外周上。

进一步地，所述质量块的中部设置有第一中心孔，所述质量块通过所述第一中心孔套设在所述轴的外侧，所述垫板的中部设置有第二中心孔，所述垫板通过所述第二中心孔套设在所述轴的外侧。

进一步地，所述质量块的后端上依次连接有第一凸轴部和第二凸轴部，所述压电陶瓷套设在所述第二凸轴部上，且所述压电陶瓷的前端面抵靠在所述第一凸轴部上，所述垫板的主体的前端上设置有第三凸轴部，所述压电陶瓷套设在所述第三凸轴部上，且所述压电陶瓷的后端面抵靠在所述垫板的主体上。

进一步地，所述压电陶瓷与所述质量块通过粘结方式连接，所述压电陶瓷与所述垫板通过粘结方式连接，所述垫板与所述钳位机构通过粘结方式连接。

进一步地，所述质量块的外周呈圆柱形，所述钳位机构的外周呈圆柱形。

从上述的技术方案可以看出，本发明的优点是：

1.本直线电机以压电叠堆作为驱动源，在工作时不会产生电磁干扰，同时也不受电磁干扰的影响，能够满足洁净工作环境的要求，适应性更强；

2.电机通过惯性粘滑原理，给压电陶瓷通上一个锯齿波形电压，从而使得压电陶瓷能在短时间内产生一个加速度，该加速度可以使电机的质量块产生瞬间推力，进而带动整个运动部件向前移一定距离，反复进行此操作，通过运动的步数累积就能实现大行程，同时也具有极高的分辨率；