[发明专利]采用压电超声振子驱动的单自由度旋转机械臂

权利要求书

1.采用压电超声振子驱动的单自由度旋转机械臂，其特征在于，它包括压电超声振子（1）、转子（2）、中心轴（3）、转动臂（4）、固定臂（5）、蝶形弹簧（7）、推力轴承（8）和预紧螺母（9），所述压电超声振子（1）包括n个后端盖（1-1）、n个前端盖（1-3）、n个驱动足（1-4）、n个安装座（1-5）和4n个压电陶瓷（1-2），n为大于或等于3的正整数，所述后端盖（1-1）为正方体结构，且沿圆周方向均匀分布，前端盖（1-3）为截面逐渐变细的块体，前端盖（1-3）的底面与后端盖（1-1）的一面固定连接，后端盖（1-1）的四个侧面分别固定一个压电陶瓷（1-2），前端盖（1-3）的顶面与驱动足（1-4）固定连接，每两个相邻的后端盖（1-1）之间均固定有安装座（1-5），固定臂（5）上加工有通孔，中心轴（3）穿过所述通孔，并通过轴承（6）与固定臂（5）转动连接，压电超声振子（1）套在中心轴（3）的外侧，并通过安装座（1-5）固定在固定臂（5）的上表面，转子（2）的中心开有通孔，所述通孔套在中心轴（3）的顶端外侧，转子（2）的下端面与驱动足（1-4）接触，转动臂（4）固定在转子（2）的上端面，蝶形弹簧（7）套在中心轴（3）的底端外侧，且所述蝶形弹簧（7）的上端面与固定臂（5）的下表面接触，中心轴（3）的底端旋合有预紧螺母（9），且蝶形弹簧（7）与预紧螺母（9）之间固定有推力轴承（8）。

2.根据权利要求1所述的采用压电超声振子驱动的单自由度旋转机械臂，其特征在于，所述每两个相邻的后端盖（1-1）通过薄壁梁（1-6）与安装座（1-5）固定连接。

3.根据权利要求1所述的采用压电超声振子驱动的单自由度旋转机械臂，其特征在于，所述n个后端盖（1-1）、n个前端盖（1-3）、n个驱动足（1-4）、n个安装座（1-5）和薄壁梁（1-6）为一体件。

4.根据权利要求1所述的采用压电超声振子驱动的单自由度旋转机械臂，其特征在于，它还所述压电陶瓷（1-2）沿厚度方向极化。

5.根据权利要求3所述的采用压电超声振子驱动的单自由度旋转机械臂，其特征在于，在后端盖（1-1）的相互平行的两个侧面上安装的两片压电陶瓷（1-2）片的极化方向相同。

6.根据权利要求1所述的采用压电超声振子驱动的单自由度旋转机械臂，其特征在于，它还包括上侧外罩（11），所述上侧外罩（11）内部有中空区域，压电超声振子（1）位于所述中空区域中，上侧外罩（11）的下端面固定在固定臂（5）的上表面。

7.根据权利要求1所述的采用压电超声振子驱动的单自由度旋转机械臂，其特征在于，它还包括下侧外罩（10），所述下侧外罩（10）内部有中空区域，蝶形弹簧（7）、推力轴承（8）和预紧螺母（9）均位于所述中空区域中，下侧外罩（10）的下端面固定在固定臂（5）的下表面。