[发明专利]一种具有各向异性摩擦表面的交替步进压电粘滑驱动器

摘要

本发明涉及一种具有各项异性摩擦表面的交替步进压电粘滑驱动器，该驱动器由定子、预紧力加载平台、固定基座、动子四部分组成。其中定子包括“工”字前梁、“工”字连接梁、“工”字后梁、复位弹簧、直圆柔性铰链、压电叠堆和驱动足。所述驱动足中设置有平行导向机构，保证了预紧后，驱动足与动子之间仍为面接触；动子和驱动足接触表面采用纳米制造技术使摩擦具有方向依赖性，当动子向右运动时产生的摩擦力小于向左运动时产生的摩擦力；控制压电叠堆的伸长与缩短，使驱动足交替向右形变推动动子向右运动，从而达到交替步进的效果。本发明具有控制精度高、结构简单紧凑、运动行程大等特点。

主权项

1.一种具有各向异性摩擦表面的交替步进压电粘滑驱动器，其特征在于：该压电粘滑驱动器由定子(1)、预紧力加载平台(2)、固定基座(3)和动子(4)四部分组成；其中定子(1)固定安装在预紧力加载平台(2)上，预紧力加载平台(2)安装在固定基座(3)上，动子(4)安装在固定基座(3)上并与驱动足弹性接触；所述定子(1)包括“工”字前梁(1‑1)、直圆柔性铰链(1‑2)、“工”字连接梁(1‑3)、C形复位弹簧(1‑4)、“工”字后梁(1‑5)、安装孔(1‑6)、倒C形复位弹簧(1‑7)、压电叠堆(1‑8)、第一驱动足(1‑9)、第二驱动足(1‑10)；定子(1)刚性部分呈“工”字型；“工”字前梁(1‑1)和“工”字连接梁(1‑3)之间设置有直圆柔性铰链(1‑2)，便于“工”字前梁(1‑1)转动；第一驱动足(1‑9)设置在“工”字前梁(1‑1)的左端，第二驱动足(1‑10)设置在“工”字前梁(1‑1)的右端，且第一、第二驱动足(1‑9、1‑10)均向右倾斜；“工”字前梁(1‑1)与“工”字后梁(1‑5)右端通过C形复位弹簧(1‑4)连接；“工”字前梁(1‑1)与“工”字后梁(1‑5)左端通过倒C形复位弹簧(1‑7)连接；“工”字后梁(1‑5)两端设置有两个安装孔(1‑6)，用于将定子(1)固定在预紧力加载平台(2)上；压电叠堆(1‑8)设置在倒C形复位弹簧(1‑7)与“工”字连接梁(1‑3)中间；驱动足与动子(4)摩擦表面具有各向异性，即摩擦角α>β，从而使得摩擦具有方向依赖性，当动子(4)向右运动时产生的摩擦力小于向左运动时产生的摩擦力；给压电叠堆(1‑8)施加三角波，当压电叠堆(1‑8)伸长时，“工”字前梁(1‑1)向右倾斜，第一驱动足(1‑9)向右形变推动动子(4)向右运动；当压电叠堆(1‑8)回缩时，“工”字前梁(1‑1)在C形、倒C形复位弹簧(1‑4、1‑7)的作用下恢复水平，第二驱动足(1‑10)向右形变推动动子(4)向右运动，从而使动子(4)实现了交替步进的效果。