[发明专利]基于继电器式控制的角度可调节压电舵机及控制方法

摘要

基于继电器式控制的角度可调节压电舵机及控制方法，该舵机包括框架，十字梁双稳态装置以及与十字梁双稳态装置相连接的舵片；框架与十字梁双稳态装置采用线切割一体化成型，两者通过弹性梁相连且整体结构呈轴对称分布，螺钉与框架通过螺纹连接，其穿过框架顶部并紧压于预压调节块上方，十字梁双稳态装置因受预压力能够产生双稳态，该双稳态间的转换可由压电堆激振悬臂梁实现，由此舵片随运动的横向梁可实现姿态调整；本发明在高频驱动条件下，能够快速响应并双向驱动舵片，具有加工简单，变形稳定，大行程，低能耗，响应迅速和抗干扰能力强的优势；能够断电后位置保持并实现双向大角度控制。

主权项

1.一种基于继电器式控制的角度可调节压电舵机，其特征在于：该舵机包括框架(1)、十字梁双稳态装置(5)以及与十字梁双稳态装置(5)相连接的舵片(12)；其中框架(1)与十字梁双稳态装置(5)采用线切割一体化成型，整体结构呈轴对称分布，框架(1)内部设有“凸”形槽，槽内下方的两侧分别设有左悬臂梁(2‑1)和右悬臂梁(2‑2)，左悬臂梁(2‑1)的自由端上侧设有第二压电堆(3‑2)，自由端下侧设有第一压电堆(3‑1)，右悬臂梁(2‑2)的自由端上侧设有第一压电堆(3‑1)，自由端下侧设有第二压电堆(3‑2)，第一压电堆(3‑1)上固接有第一质量块(4‑1)，第二压电堆(3‑2)上固接有第二质量块(4‑2)；十字梁双稳态装置(5)包括预压调节块(8)、纵向梁(9)和横向梁(10)，其中预压调节块(8)通过左右两侧的水平弹性梁(7)与框架(1)槽内上方两侧壁面相连，预压调节块(8)的顶部平面受到螺钉(6)的挤压，该螺钉(6)与框架(1)螺纹连接，预压调节块(8)下部连接有纵向梁(9)，纵向梁(9)由第一柔性梁(9‑1)、第二柔性梁(9‑2)、刚性梁(9‑3)以及与框架(1)槽内下方连接的第三柔性梁(9‑4)自上而下依次组成，在纵向梁(9)的第一柔性梁(9‑1)和第二柔性梁(9‑2)之间布置有横向梁(10)，两者相互垂直呈十字形连接，横向梁(10)由结构和尺寸相同的第一刚性梁(10‑1)和第二刚性梁(10‑2)组成，两者自由端正对于质量块；舵片(12)连接在横向梁(10)上部；舵机装配完成后，螺钉(6)通过挤压预压调节块(8)对十字梁双稳态装置(5)施加纵向预压力，纵向梁(9)中的柔性梁受压变形并导致横向梁(10)绕十字中心顺时针或逆时针旋转预设角度，即形成双稳态，该双稳态间的转换由第一压电堆(3‑1)和第二压电堆(3‑2)的通断电进行控制，由此随横向梁(10)运动的舵片(12)实现姿态调整。