[发明专利]基于杠杆放大的交替步进压电直线电机

摘要

本发明公开了一种基于杠杆放大的交替步进压电直线电机，采用叠层压电陶瓷作为主要驱动元件，通过在定子组合体上合理布置叠层压电陶瓷的位置，利用杠杆机构与铰链机构实现叠层压电陶瓷的位移放大输出，使得该压电直线电机可输出较大的直线速度以及推力，理论上具有相等的双向输出性能，能产生较大的行程，精度高，稳定性好。本发明解决了现有技术中由于叠层压电陶瓷输出位移较小，加工误差导致的电机输出稳定性较低等问题。

主权项

基于杠杆放大的交替步进压电直线电机，其特征在于，包含底板、第一至第三滑轨、第一至第三滑块、定子、预压固定块和预压螺钉；所述第一至第三滑块分别对应第一至第三滑轨，能够在其上滑动；所述第一至第三滑轨均固定在底板上，其中，第二滑轨和第三滑轨相互平行、在第一滑轨的同一侧且均与第一滑轨垂直；所述定子包含框体、以及第一至第四压电单元；所述第一至第四压电单元均包含杠杆放大机构、叠层压电陶瓷组和预紧螺钉；所述框体呈U型，包含第一侧边、第二侧边和底边，所述第一侧边、第二侧边和底边之间的夹角均为直角；所述第一侧边固定在第二滑块上，第二侧边固定在第三滑块上，且第一侧边、第二侧边在底边和第一滑块之间，框体能够在第二滑轨、第三滑轨上滑动；所述第四压电单元的杠杆放大机构的一端与所述第一侧边的内侧呈90度柔性铰链连接，另一端与所述第一压电单元的杠杆放大机构的一端呈90度柔性铰链连接；所述第一压电单元的杠杆放大机构的另一端与所述第一滑块相抵；所述第三压电单元的杠杆放大机构的一端与所述第二侧边的内侧呈90度柔性铰链连接，另一端与所述第二压电单元的杠杆放大机构的一端呈90度柔性铰链连接；所述第二压电单元的杠杆放大机构的另一端与所述第一滑块相抵；所述第一压电单元的叠层压电陶瓷组和第四压电单元的杠杆放大机构平行，一端和所述第一压电单元的杠杆放大机构的中点部分相抵，另一端与穿过第一侧边的第一压电单元的预紧螺钉的端部相抵；所述第二压电单元的叠层压电陶瓷组和第三压电单元的杠杆放大机构平行，一端和所述第二压电单元的杠杆放大机构的中点部分相抵，另一端与穿过第二侧边的第二压电单元的预紧螺钉的端部相抵；所述第三压电单元的叠层压电陶瓷组和第二侧边平行，一端和所述第三压电单元的杠杆放大机构相抵，另一端与穿过底边的第三压电单元的预紧螺钉的端部相抵；所述第四压电单元的叠层压电陶瓷组和第一侧边平行，一端和所述第四压电单元的杠杆放大机构相抵，另一端与穿过底边的第四压电单元的预紧螺钉的端部相抵；所述底边上设有供预压螺钉穿过的通孔；所述预压固定块固定在底板上，其上设有和所述预压螺钉相匹配的螺纹孔；所述预压螺钉穿过所述通孔与所述预压固定块螺纹连接，用于调节第一压电单元的杠杆放大机构、第二压电单元的杠杆放大机构与第一滑块之间的压力。