[发明专利]具有抗冲击过载功能的直线作动装置及作动方法

权利要求书

1.具有抗冲击过载功能的直线作动装置，其特征在于，该装置包括内部从上至下开有外壳直线轴承安装槽(1-1)、外壳作动导向孔(1-4)、外壳碟簧安装槽(1-3)和外壳内腔(1-5)的外壳(1)，嵌套在外壳直线轴承安装槽(1-1)内且安装在外壳上法兰盘(1-2)上的直线轴承套筒(2)，嵌套在直线轴承套筒(2)内腔的光轴(3)，安装在外壳碟簧安装槽(1-3)内的碟簧(4)，穿过碟簧内孔(4-1)和外壳作动导向孔(1-4)与光轴(3)通过螺纹连接的碟簧预紧杆(5)，布置在碟簧预紧杆(5)下部的推力球轴承(6)，布置在推力球轴承(6)下部的钢珠安装槽(7)，布置在钢珠安装槽(7)下部的钢珠(8)，上端与钢珠(8)接触且布置在外壳内腔(1-5)的三个依次串联的第一驱动元件(9)、第二驱动元件(10)和第三驱动元件(11)，布置在三个相互串联的驱动元件下端且安装在外壳(1)下端的底座(12)，安装在底座内部的预紧顶丝(13)，端部安装在外壳底部侧面格兰头安装孔(1-6)内的格兰头(14)；

所述第一驱动元件(9)由上端抗冲击过载柔性铰链(9-1)，顶部嵌套在抗冲击过载柔性铰链(9-1)内部的菱形环(9-2)，嵌套在菱形环(9-2)内部的压电堆(9-3)，粘贴在压电堆两侧的第一传感单元(9-4)和第二传感单元(9-5)所组成；所述第二驱动元件(10)、第三驱动元件(11)与第一驱动元件(9)结构相同。

2.根据权利要求1所述的具有抗冲击过载功能的直线作动装置，其特征在于：所述抗冲击过载柔性铰链(9-1)由上部安装平台(9-6)，中部环形柔性铰链(9-7)、下部“V”形安装槽(9-8)一体加工而成；

所述菱形环(9-2)由两侧镂空的圆弧形菱形环(9-9)，布置在圆弧形菱形环(9-9)两端的第一安装法兰(9-10)和第二安装法兰(9-11)所组成。

3.根据权利要求1所述的具有抗冲击过载功能的直线作动装置，其特征在于：所述外壳(1)与底座(12)之间，抗冲击过载柔性铰链(9-1)和菱形环(9-2)之间均采用螺钉连接方式连接；所述第一驱动元件(9)与外壳(1)之间，第二驱动元件(10)与外壳(1)之间，第三驱动元件(11)与外壳(1)之间均采用顶丝连接方式连接。

4.根据权利要求1至3任一项所述的具有抗冲击过载功能的直线作动装置的作动方法，其特征在于：该直线作动装置通过旋转预紧顶丝(13)对三个相互串联的驱动元件和碟簧(4)施加预紧力实现作动装置的作动刚度；对三个依次串联的驱动元件施加电压实现作动装置沿轴向直线作动，同时，驱动元件的传感单元产生传感信号用以闭环反馈控制；所述抗冲击过载柔性铰链(9-1)具有较小的轴向刚度和较大的径向刚度大的特点，在保证该直线作动装置拥有较大的直线位移输出的同时，使得直线作动装置在承受径向冲击过载时避免作动装置内部压电堆因受较大横向剪切力发生破坏。