[发明专利]含有磁栅尺输出位移测量功能的步进压电作动器及方法

摘要

含有磁栅尺输出位移测量功能的步进压电作动器及作动方法，该作动器由外壳、端盖楔环一体化部件、楔壳弹性元件一体化部件、压电环、菱形驱动机构、驱动压电堆、输出杆及磁栅尺组成；作动器外壳内对称设有左、右钳位机构，左钳位机构中有与外壳用螺栓连接的端盖楔环一体化部件，外壳内部的凸台一侧粘结有楔壳弹性元件一体化部件，另外在端盖和楔壳之间有两端受压的压电环；右钳位机构结构同左钳位机构，但在其端盖内装贴有读磁组件；驱动机构设置于左、右钳位机构间，驱动机构左、右两端分别连接有输出杆，右输出杆表面内嵌有磁条以与右钳位机构内的读磁组件构成磁栅尺；本发明具有实时测量输出位移的功能，易于读数，空间利用充分合理，结构紧凑。

主权项

一种含有磁栅尺输出位移测量功能的步进压电作动器，其特征在于：包括外壳(2)、分别固定在外壳(2)内部左端和右端的左钳位机构(14)和右钳位机构(15)；所述左钳位机构(14)由左端盖楔环一体化部件(3)、左楔壳弹性元件一体化部件(5)和左压电环(4)组成，其中左端盖楔环一体化部件(3)由左端盖(3‑1)和从小端面处沿对称轴分开一定距离的左楔环(3‑2)组成，两者通过圆柱环连接形成一体，左楔壳弹性元件一体化部件(5)由左楔壳(5‑1)和左鼓形弹性元件(5‑2)组成，两者光滑连接形成一体；所述左楔壳(5‑1)包覆在左楔环(3‑2)外周；左端盖楔环一体化部件(3)中的左端盖(3‑1)与外壳(2)用多个沿周向均匀分布的螺栓连接，外壳(2)内部的凸台左侧与左楔壳弹性元件一体化部件(5)中的左鼓形弹性元件(5‑2)粘结，当结构装配好后，左楔环(3‑2)受左楔壳(5‑1)挤压，使得其内径抱紧左输出杆(1)，此时一侧装贴在左端盖(3‑1)上、另一侧装贴在左楔壳(5‑1)上的左压电环(4)恰好在左端盖(3‑1)和左楔壳(5‑1)之间受压；所述右钳位机构(15)的结构同左钳位机构(14)，所述右钳位机构(15)由右端盖楔环一体化部件(10)、右楔壳弹性元件一体化部件(8)和右压电环(9)组成，其中右端盖楔环一体化部件(10)由右端盖(10‑1)和从小端面处沿对称轴分开一定距离的右楔环(10‑2)组成，两者通过圆柱环连接形成一体，右楔壳弹性元件一体化部件(8)由右楔壳(8‑1)和右鼓形弹性元件(8‑2)组成，两者光滑连接形成一体；所述右楔壳(8‑1)包覆在右楔环(10‑2)外周；右端盖楔环一体化部件(10)中的右端盖(10‑1)与外壳(2)用多个沿周向均匀分布的螺栓连接，右端盖(10‑1)内侧装贴有读磁组件(11)，读磁组件(11)头部能够伸入右端盖楔环一体化部件(10)圆柱环上的凹槽中从而与右输出杆(13)上嵌入的磁条(12)接触，来实现实时位移的测量功能，外壳(2)内部的凸台右侧与右楔壳弹性元件一体化部件(8)中的右鼓形弹性元件(8‑2)粘结，当结构装配好后，右楔环(10‑2)受右楔壳(8‑1)挤压，使得其内径抱紧右输出杆(13)，此时一侧装贴在右端盖(10‑1)上、另一侧装贴在右楔壳(8‑1)上的右压电环(9)恰好在右端盖(10‑1)和右楔壳(8‑1)之间受压；该作动器还包括设置在外壳(2)内的菱形驱动机构(6)，所述菱形驱动机构(6)内采用过盈配合设置有驱动压电堆(7)，以给驱动压电堆(7)提供预紧力，菱形驱动机构(6)的左右两端分别连接有左输出杆(1)和右输出杆(13)，所述左输出杆(1)和右输出杆(13)分别穿过左钳位机构(14)和右钳位机构(15)的内部。