[发明专利]一种基于压电晶片驱动的两转动自由度执行器

权利要求书

1.一种基于压电晶片驱动的两转动自由度执行器，其特征在于，包括：

基座（1），用于固定驱动机构；

驱动机构，包括驱动压电片A（3）、驱动压电片B（5）、驱动压电片C（9）、驱动压电片D（17）和定子（4），驱动压电片A（3）、驱动压电片B（5）、驱动压电片C（9）和驱动压电片D（17）均贴设于定子（4）外侧，且驱动压电片A（3）和驱动压电片C（9）相互平行设置，驱动压电片B（5）和驱动压电片D（17）相互平行设置；所述定子（4）整体呈左右、前后对称结构，所述定子（4）包括4个固定端、4个驱动铰链、4个连接铰链和变形端（23），所述4个固定端分别位于定子（4）的四角，相邻的两个固定端之间分别通过一驱动铰链连接，变形端（23）位于4个固定端和4个驱动铰链所围成的环中间，4个驱动铰链均通过一连接铰链与变形端（23）相连，所述变形端（23）开设有中心孔；

钳位机构，包括金属片（14）、钳位压电片（6）和钳位平台（16），所述金属片（14）设置于变形端（23）上表面，所述钳位压电片（6）为圆环形状，并设置于所述金属片（14）的上表面，所述钳位平台（16）设置于金属片（14）的中心位置；

输出机构，包括转子（12）、环形架（10）、支撑架A（15）和支撑架B（8）；支撑架A（15）和支撑架B（8）固定于定子（4）上表面，且关于定子（4）中心成对称布置；所述转子（12）为球形，并转动安装于所述环形架（10）的内侧，所述环形架（10）转动安装于所述支撑架A（15）和支撑架B（8）上；所述转子（12）与所述钳位平台（16）之间保留适当间隙。

2.根据权利要求1所述的一种基于压电晶片驱动的两转动自由度执行器，其特征在于，定子（4）的4个固定端分别通过螺栓与基座（1）固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于压电晶片驱动的两转动自由度执行器，其特征在于，驱动压电片A（3）、驱动压电片B（5）、驱动压电片C（9）和驱动压电片D（17）通过环氧树脂一一对应地粘贴在4个驱动铰链的外侧，且驱动压电片A（3）和驱动压电片C（9）关于定子（4）中心对称设置，驱动压电片B（5）和驱动压电片D（17）关于定子（4）中心对称设置。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种基于压电晶片驱动的两转动自由度执行器，其特征在于，所述定子（4）由一整块弹性金属材料整体加工而成。

5.根据权利要求4所述的一种基于压电晶片驱动的两转动自由度执行器，其特征在于，所述定子（4）的材料为热处理后的65Mn弹簧钢。

6.根据权利要求3所述的一种基于压电晶片驱动的两转动自由度执行器，其特征在于，所述转子（12）和环形架（10）之间、所述环形架（10）与支撑架A（15）、支撑架B（8）之间均通过钢球实现转动连接。

7.根据权利要求4所述的一种基于压电晶片驱动的两转动自由度执行器，其特征在于，所述输出机构还包括预紧螺栓C（11）、预紧螺栓D（2）、预紧螺栓A（13）和预紧螺栓B（7），所述预紧螺栓C（11）和预紧螺栓D（2）用于为钢球和转子（12）提供预紧力，所述预紧螺栓A（13）和预紧螺栓B（7）用于为钢球和环形架（10）提供预紧力。

8.根据权利要求1所述的一种基于压电晶片驱动的两转动自由度执行器，其特征在于，所述支撑架A（15）和支撑架B（8）通过螺栓对称布置在定子（4）上表面。

9.根据权利要求1-3任一项所述的一种基于压电晶片驱动的两转动自由度执行器，其特征在于，驱动压电片A（3）、驱动压电片B（5）、驱动压电片C（9）、驱动压电片D（17）和钳位压电片（6）的驱动信号为方波或正弦波。