[发明专利]一种一体式自钳位压电马达

权利要求书

1.一种一体式自钳位压电马达，其特征在于：包括马达底座（1）、直线滑轨（2）、预紧机构（3）、压电振子机构（4）和柔性钳位机构（5）；

所述马达底座（1）水平布置，直线滑轨（2）横向布置在马达底座（1）的中部，直线滑轨（2）上配合设有滚珠滑块（21）；

所述预紧机构（3）包括一对安装板（31）和一对钳位板（32），一对安装板（31）横向布置在直线滑轨（2）两侧对应的马达底座（1）上，每个钳位板为倒立的U形板，且一对钳位板（32）固定在对应一对安装板（31）上；

所述柔性钳位机构（5）包括L形安装板（51）、L形的振子底板（52）和柔性钳位足（53），

L形安装板（51）的水平部固定在滚珠滑块（21）的上端，振子底板（52）的水平部和竖直部柔性连接，且水平部固定在L形安装板（51）的水平部上端，使得L形安装板（51）的竖直部和振子底板（52）的竖直部相对布置在滚珠滑块（21）的横向两端，且相对面为一对钳位安装面，L形安装板（51）的竖直部另一面为振子安装面；

柔性钳位足（53）包括4根连接杆（531）、一对钳位安装块（532）和一对钳位块（533），4根连接杆（531）呈水平菱形布置在一对钳位安装面之间，一对钳位安装块（532）布置在菱形的横向两端，并和对应连接杆（531）端部柔性连接，一对钳位块（533）布置在菱形的纵向两端，并和对应连接杆（531）端部柔性连接，一对钳位安装块（532）和一对钳位安装面对应固定连接，使得一对钳位块（533）紧贴着一对钳位板（32）相对内侧面，一对钳位板（32）的每端均通过水平的预紧螺栓（33）预紧固定；

所述压电振子机构（4）包括基片（41）、压电片（42）和一对质量块（43），基片（41）为竖直的长条状矩形薄片，基片（41）的下端和振子安装面固定连接，压电片（42）对应布置在基片（41）的一侧面，一对质量块（43）对应布置在基片（41）上端的两侧面；

工作时，压电片（42）通入一阶谐波激励信号时，基片（41）发生一阶谐振，一对钳位块（533）和对应一对钳位板（32）的作用，使得基片（41）向柔性钳位足（53）一侧摆动时，滚珠滑块（21）不动，基片（41）向另一侧摆动时，带动滚珠滑块（21）沿着直线滑轨（2）运动，由此产生了位移差，循环通入谐波激励信号时，实现压电马达的直线运动；压电片（42）循环通入二阶谐波激励信号时，实现压电马达的反向直线运动。

2.根据权利要求1所述一种一体式自钳位压电马达，其特征在于：所述压电马达最大负载能力为180 g，当压电马达空载时，所述一对钳位板（32）作用4 N预紧力在一对钳位块（533）上，输入66 Hz 120Vp-p的激励信号时，压电马达正向运动输出速度为4.401 mm/s，最小位移分辨率为0.066 mm；输入420 Hz 120 Vp-p的激励信号时，压电马达反向运动，输出速度为5.369 mm/s，最小位移分辨率为0.012 mm。

3.根据权利要求1所述一种一体式自钳位压电马达，其特征在于：所述振子底板（52）的竖直部下端为单轴直圆型柔性铰链，实现振子底板（52）的水平部和竖直部柔性连接。

4.根据权利要求1所述一种一体式自钳位压电马达，其特征在于：每根所述连接杆（531）的两端均为单轴直圆型柔性铰链，实现每根连接杆（531）的端部和对应钳位安装块或钳位块的连接为柔性连接。

5.根据权利要求1所述一种一体式自钳位压电马达，其特征在于：所述马达底座（1）的横向两端设有一对侧板，且每个侧板的上端向内弯折形成安装槽，使得每个安装板的横向每端位于对应安装槽内，且每个安装板和对应马达底座（1）螺栓固定连接。

6.根据权利要求1所述一种一体式自钳位压电马达，其特征在于：每个所述预紧螺栓（33）通过预紧弹簧（331）水平穿过一对钳位板（32）的对应一端，且预紧螺栓（33）的悬伸端通过蝶形螺母（332）锁紧固定，使得一对钳位板（32）的预紧力作用于一对钳位块（533）上。

7.根据权利要求1所述一种一体式自钳位压电马达，其特征在于：所述压电片的材料为锆钛酸铅压电陶瓷；所述马达底座（1）、每个钳位板、直线滑轨（2）、滚珠滑块（21）、L形安装板（51）和每个质量块的材料均为45#钢；

每根连接杆（531）、振子底板（52）和基片（41）的材料均为65锰钢。