[发明专利]基于IPMC驱动的直线驱动机构及直线驱动器

摘要

本发明涉及一种基于IPMC驱动的直线驱动机构及直线驱动器，属于机电技术领域。该驱动器主要由控制和执行机构两部分组成。控制部分产生控制信号，驱动智能材料IPMC做弯曲运动，进而带动安装在直线导轨上的移动平台，从而实现移动平台的直线运动。驱动器的水平行程由IPMC端部最大位移和移动平台支架的滑槽预留距离确定，最大可以达到20mm。该驱动器具有结构简单、驱动电压低、轻便无噪音等优点。

主权项

一种基于IPMC驱动的直线驱动机构，其特征在于：定义三维坐标为XYZ；上下方向为Z方向，左右方向为Y方向，前后方向为X方向；该直线驱动机构包括箱体（1）及两条X方向导轨（3）、IPMC驱动执行部件、智能材料IPMC（11）及其拨块（5）、 驱动控制器和电源；上述IPMC驱动执行部件包括倒U型支架（4），倒U型支架（4）由左支臂、右支臂及上端设置的工作平台（2）组成，其中左支臂、右支臂均与Z方向平行；这两个支臂的前侧和后侧均设置有上、下悬臂短梁，共8个，悬臂短梁与X方向平行；左支臂前、后侧的4个悬臂短梁与对应的右支臂前、后侧的4个悬臂短梁之间各固定1个短梁Y向轴（4‑1），共4根；每个短梁Y向轴（4‑1）的两端伸出相应的悬臂短梁，且两端均安装有短梁Y向轴承（4‑2）；左支臂和右支臂上侧4个悬臂短梁和下侧4个悬臂短梁之间各固定一个短梁Z向轴（4‑3 ），共4根；每个短梁Z向轴（4‑3）中间还安装有短梁Z向轴承（4‑4）；上述两个X方向导轨（3）固定于箱体（1）上，且分别位于倒U型支架（4）左右两侧，两个X方向导轨（3）的上表面分别与倒U型支架（4）左右支臂上侧2个短梁Y向轴（4‑1）两端安装的短梁Y向轴承（4‑2）接触，两个X方向导轨（3）的下表面分别与左右支臂下侧2个短梁Y向轴（4‑1）两端安装的短梁Y向轴承（4‑2）接触，两个X方向导轨（3）的内侧面分别与左右支臂上Z向轴（4‑3）中间安装的Z向轴承（4‑4）接触；上述拨块（5）由夹持块（5‑1）、固定于夹持块上部的拨块Y向轴（5‑2），安装于拨块Y向轴（5‑2）两端的拨块Y向轴承（5‑3）组成；夹持块（5‑1）下部具有槽；上述智能材料IPMC (11)的活动端胶合于夹持块（36）的槽中，智能材料IPMC (11)的固定端及两侧各一片金属电极（11‑1）一起通过夹装座（10）固定在箱体（1）上；左支臂和右支臂沿Y方向还开有方形长条孔（4‑5），上述夹持块（5‑1）位于左支臂、右支臂之间， 拨块Y向轴（5‑2）伸入左支臂和右支臂相应的方形长条孔（4‑5）中，拨块Y向轴承（5‑3）恰好位于上述方形长条孔（4‑5）中。