[发明专利]一种差动式直线压电电机及其工作方法

摘要

本发明公开了一种差动式直线压电电机及其工作方法，电机的定子上的驱动足包括两组对称的平行于导轨布置的压电叠层和一组垂直导轨布置的压电叠层，分别为定子驱动足提供平行于导轨方向和垂直于导轨方向的微幅振动。本发明用对称的周期信号激励平行于导轨方向的压电叠层，用矩形波信号激励垂直于导轨方向的压电叠层，实现电机定子和动子之间的摩擦驱动特性在驱动阶段和回程阶段具有明显差异，从而使得动子在驱动阶段的运动距离大于在回程阶段的运动距离，由于该电机在0~1KHz频率范围内具有明显不同的差动摩擦特性，所以当驱动频率从低频到高频变化时，该类电机的定位精度也从纳米级向微米级渐变，这有望部分代替结构复杂的宏微结合的定位平台。

主权项

1.一种差动式直线压电电机的工作方法，依赖一种差动式直线压电电机，所述电机包括定子、动子及底座，其特征在于，所述动子通过导轨连接在底座上，所述定子设置于底座上，定子包括驱动足以及弹性夹持机构，在弹性夹持机构的预紧力下，定子上的驱动足和动子在整个电机工作周期中始终保持紧密接触；所述驱动足包括横向振动块、纵向振动框、固定板、一组平行动子导轨布置的横向压电叠层和一个垂直于动子导轨布置的纵向压电叠层，所述一组横向压电叠层包括第一横向压电叠层和第二横向压电叠层，所述横向振动块设置于纵向振动框内部，横向振动块的一侧通过第一横向压电叠层与纵向振动框预紧连接、另一侧通过第二横向压电叠层与纵向振动框预紧连接；所述固定板平行设置在所述纵向振动框的下方，固定板和纵向振动框之间通过所述纵向压电叠层连接；在一个运动周期内，通过三角形周期信号激励所述横向压电叠层，通过矩形周期信号激励所述纵向压电叠层，实现驱动足在平行于导轨方向上非对称的位移输出；其特征在于，分别用对称的三角形周期信号激励平行于导轨方向第一横向压电叠层、第二横向压电叠层，用对称的矩形周期信号激励垂直于导轨方向的纵向压电叠层，由于横向振动块在驱动阶段和回程阶段的位移相等，但是驱动阶段时定子和动子之间的摩擦力大于回程阶段时定子和动子之间的摩擦力，从而在驱动阶段和回程阶段电机动子的运动存在一个位移差，即差动式位移。