[实用新型]一种压电驱动三自由度球形转子云台

说明书

本实用新型实施例公开了一种压电驱动三自由度球形转子云台，涉及压电驱动技术，能够减少多自由度球形转子云台的电机数量，简化结构并进一步提升系统工作的可靠性。本实用新型包括：两个夹心式压电驱动器，安装支架，球形转子载物云台。夹心压电驱动器由六个柱形金属基体，圆环形压电陶瓷片、电极片组成，柱形金属基体之间通过其上的螺柱和螺孔将压电陶瓷片和电极片夹紧配合连接。球形转子载物云台布置于两个夹心式压电驱动器之间，球形转子载物云台上的上下球面分别与两个夹心式压电驱动器的两个驱动轮相接触。两个夹心式压电驱动器通过安装支架与球形转子载物云台正交接触。

技术领域

本实用新型涉及基于压电驱动技术，尤其涉及一种压电驱动三自由度球形转子云台。

背景技术

目前，基于电磁和液压电机驱动的定位云台，若要实现多自由度驱动定位装置，需设置齿轮减速等机构，则普遍存在结构复杂，可靠性低的问题，并且进一步会导致驱动结构难以有效密封，运行噪声大的问题。并且应用传统机械传动，不可避免的存在运动间隙，定位精度低，维护复杂等缺点。而传统的单个电机只能驱动单个自由度的运动，自由度需求较高时，需要较多的电机才能实现。而目前设计出的压电驱动的定位云台，则存在电机的工作模式单一的问题。并且目前的方案中少有通过单电机实现多模态耦合的方案。

因此，如何减少多自由度球形转子云台的电机数量，简化结构并进一步提升系统工作的可靠性，成为了需要研究的问题。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种压电驱动三自由度球形转子云台，能够减少多自由度球形转子云台的电机数量，简化结构并进一步提升系统工作的可靠性。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

包含两个夹心式压电驱动器，安装支架，球形转子载物云台。所述夹心压电驱动器由六个柱形金属基体，圆环形压电陶瓷片、电极片组成，所述柱形金属基体之间通过其上的螺柱和螺孔将压电陶瓷片和电极片夹紧配合连接。所述球形转子载物云台布置于两个夹心式压电驱动器之间，所述球形转子载物云台上的上下球面分别与两个夹心式压电驱动器的两个驱动轮相接触。所述两个夹心式压电驱动器通过所述安装支架与球形转子载物云台正交接触，通过调节安装支架上弹簧螺母可以调节夹心式压电驱动器驱动轮与球形转子载物云台球面间的预压力。通过给所述夹心式压电驱动器施加特定的激励信号，能够分别激发所述夹心式压电驱动三种振动耦合模式，一阶纵振和三阶扭振耦合，一阶纵振和四阶弯振耦合、两个相互垂直方向的四阶弯振耦合，使夹心式压电驱动器两驱动轮上的驱动点产生特定方向的椭圆运动，从而驱动球形转子载物云台三个自由度方向的转动。本实用新型利用压电驱动器的多模态耦合可以实现多种工作模式驱动球形转子云台的三自由度运动，结构简单，不受电磁干扰，易于控制、定位精度高，在高精度多自由度定位云台上有重要应用。

本实施例相对于传统电磁和液压电机机驱动定位云台简单，质量轻，无需齿轮减速等机构，易于密封，易于实现微化，运行噪声低，易于实现低速大力矩，不受电磁干扰，能断电自锁。相对于其他的压电驱动的定位云台，由于所述压电驱动器采用多模态耦合，单个压电驱动的电机就能够实现不同的工作模式，从而驱动多个自由度的运动，大大减少了电机大的数量、简化了结构，提高了系统工作的可靠性，更易于实现系列化，模块化的设计，且随工程应用场景的不同，可调整尺寸多，工程应用性强，具有重要的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种压电驱动三自由度球形转子云台的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的夹心式压电驱动器的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的安装支架的结构示意图；