[发明专利]一种剪切型惯性压电旋转作动器及作动方法

摘要

本发明公开了一种剪切型惯性压电旋转作动器及作动方法，该作动器由质量块，剪切型压电块，旋转盘，精密轴承以及底座组成；质量块粘贴于剪切型压电块上方；剪切型压电块底部粘贴于旋转盘的固定凹槽中；旋转盘中部轴通过过盈配合固定于精密轴承中；精密轴承固定于底座中心的圆形槽内；通过对剪切型压电块输入锯齿波形驱动电压，使剪切型压电块产生周期性快速剪切变形以及相对缓慢的复位，从而产生惯性冲击力带动旋转盘转动，实现步进式转角输出；本发明结构紧凑，体积小，重量轻，非摩擦驱动(惯性力驱动)，无需预紧，位移输出大且稳定，利用单个压电块即可实现双向旋转。

主权项

1.一种剪切型惯性压电旋转作动器，其特征在于：包括底座(1)，底座(1)中心的圆形槽内固定有精密轴承(2)，精密轴承(2)与旋转盘(3)下部中心的轴连接，旋转盘(3)边缘的凹槽内粘接有剪切型压电块(4)，剪切型压电块(4)顶部粘接质量块(5)；所述的剪切型压电块(4)中输入正电压时，将产生沿顺时针切向方向的剪切变形；剪切型压电块(4)中输入负电压时，将产生沿逆时针切向方向的剪切变形；所述精密轴承(2)通过过盈配合固定于底座(1)中，所述旋转盘(3)下部中心轴通过过盈配合固定于精密轴承(2)中；所述剪切型压电块(4)底部采用粘贴剂7649促进剂和326结构胶粘接在旋转盘(3)边缘的凹槽内；所述质量块(5)采用粘贴剂7649促进剂和326结构胶粘接在剪切型压电块(4)顶部；所述的剪切型惯性压电旋转作动器的作动方法，未通电时，剪切型压电块(4)处于竖直状态；为使旋转盘(3)顺时针旋转，第一步，对剪切型压电块(4)输入迅速增长的负电压，此时剪切型压电块(4)产生沿逆时针方向切向的剪切变形，使旋转盘(3)受到沿顺时针方向切向的惯性冲击，此时旋转盘(3)顺时针旋转一个微小角度θ1；第二步，缓慢减小剪切型压电块(4)中的负电压，直至为零断电，在此过程中，剪切型压电块(4)带动质量块(5)沿顺时针切向运动，此时旋转盘(3)所受驱动力小于精密轴承(2)转子与定子间的摩擦力，旋转盘(3)保持不动，断电时剪切型压电块(4)形变停止，质量块(5)由于惯性仍保持一定速度，此时质量块(5)对旋转盘(3)产生大于摩擦力的惯性冲击力，带动旋转盘(3)再次沿顺时针方向转动一个微小角度θ2，旋转盘(3)产生的两次微小角度之和即为一个旋转步距，此时剪切型压电块(4)处于竖直状态；重复第一、二步，能够使旋转盘(3)连续的顺时针旋转；将第一、二步中剪切型压电块(4)的负向输入电压变为正向输入电压，将实现旋转盘(3)连续的逆时针旋转。