[发明专利]具有位移测量功能和大推拉力的步进式压电作动器及方法

摘要

具有位移测量功能和大推拉力的步进式压电作动器及方法，该作动器包括两个支撑框架，分别固定在其两端的左、右钳位机构；右钳位机构外圈的“回”形框架中间有左菱形结构，通过四个对称的薄壁型柔性铰链同右钳位机构相连，空腔内设有右钳位压电堆；左钳位机构结构同右钳位机构；驱动机构设在左、右钳位机构间，其菱形驱动结构内过盈配合设有驱动压电堆，其菱形传感结构侧壁贴有4片电阻式应变计构成惠斯通全桥，其左、右“回”形框架过盈配合穿过左、右钳位机构中两对称凸形滑块相对部分的空隙，其右端连接有输出杆；本发明还提供了驱动负载时输出大推拉力及位移测量的方法；具有结构紧凑、精度较高，装配简单的特点。

主权项

具有位移测量功能和大推拉力的步进式压电作动器，其特征在于：包括左钳位机构(2)、右钳位机构(9)、连接在左钳位机构(2)和右钳位机构(9)上端间的上支撑框架(1)、连接在左钳位机构(2)和右钳位机构(9)下端间的下支撑框架(4)；所述左钳位机构(2)的外圈为“回”形框架，“回”形框架中间部分有一个左菱形结构(10)，并通过四个对称的左薄臂型柔性铰链(11)与“回”形框架连接，“回”形框架内侧壁的水平中间高度部分加工有两个用于导向的左对称凸形滑块(12)，两个左对称凸形滑块(12)距离左菱形结构(10)的短轴侧两端留有指定宽度的间隙，左钳位压电堆(3)安装在左菱形结构(10)的空腔内，左钳位压电堆(3)采用过盈配合方式与左钳位机构(2)中的左菱形结构(10)连接，以给左钳位压电堆(3)提供预紧力；所述右钳位机构(9)的外圈为“回”形框架，“回”形框架中间部分有一个右菱形结构(14)，并分别通过四个对称的右薄臂型柔性铰链(15)与“回”形框架连接，“回”形框架内侧壁的水平中间高度部分加工有两个对称的用于导向的右对称凸形滑块(16)，两个右对称凸形滑块(16)距离右菱形结构(14)的短轴侧两端留有指定宽度的间隙，右钳位压电堆(7)安装在在右菱形结构(14)的空腔内，所述右钳位压电堆(7)采用过盈配合方式与右钳位机构(9)中的右菱形结构(14)连接，以给右钳位压电堆(7)提供预紧力；驱动机构(5)设置在左钳位机构(2)和右钳位机构(9)间，所述驱动机构(5)中间为菱形驱动结构，采用过盈配合在其内部设置有驱动压电堆(6)以给驱动压电堆(6)提供预紧力，所述菱形驱动结构的左右两端为相同的左“回”形结构和右“回”形结构；所述左“回”形结构和右“回”形结构的两外侧壁均开有凹形导向槽(18)，左“回”形结构采用过盈配合方式穿过左钳位机构(2)中两个左对称凸形滑块(12)距离左菱形结构(10)的短轴侧两端留有的间隙，同时使左钳位机构(2)中两个左对称凸形滑块(12)与左“回”形结构两外侧壁的凹形导向槽(18)配合；所述右“回”形结构采用过盈配合方式穿过右钳位机构(9)中两个右对称凸形滑块(16)距离右菱形结构(14)的短轴侧两端留有的间隙，同时使右钳位机构(9)中两个右对称凸形滑块(16)与左“回”形结构两侧壁的凹形导向槽(18)配合，所述右“回”形结构右侧连接有输出杆(8)。