[实用新型]多频驱动压电马达

说明书

技术领域

本实用新型属于压电马达驱动方式技术领域，具体涉及一种多频驱动压电马达。

背景技术

压电马达具有不需润滑、不需齿轮箱、结构紧凑、体积小、重量轻、真空兼容、无电磁干扰、微米甚至纳米级控制精度等优点，目前得到了广泛的应用，是众多科研院所、企业热衷的研究对象，具有极大的科研、商业、航空航天和国防价值。

但是目前的压电马达通常需要较高的驱动电压，进而导致危险性增大、能耗增大；需要高压放大设备，反而增大了压电马达的体积和重量；高压驱动信号对外界的电磁干扰增强，成为制约压电马达在航空航天等领域发展的因素。为此，有众多科研小组提出了改进的方案，如文献Rev. Sci. Instrum. 83, 093701 (2012)中提出的优化驱动信号波形的方法，或者是如文献Rev. Sci. Instrum. 79, 113707 (2008)提出的改变压电马达的驱动结构的方法。这些方法存在一定的改进，但是效果仍有待进一步提高。

为了进一步降低压电马达的驱动电压、降低驱动设备的成本、体积、重量及提高集成度，在项目批准号为：11304082的国家自然科学基金“超快速扫描隧道显微镜的改进与应用”的支持下，本专利提出了一种多频驱动压电马达。

发明内容

本实用新型解决的技术问题是提供了一种多频驱动压电马达，该装置所用的驱动电压相对较低且步进精度较高。

本实用新型为解决上述技术问题采用如下技术方案，多频驱动压电马达，其特征在于：压电马达压电片的两个电极上分别加载有频率不同的驱动信号。

进一步优选，所述压电马达压电片的两个电极上加载有多路驱动信号，其中至少一路驱动信号的频率与其它路驱动信号的频率不同。

进一步优选，所述压电马达压电片的两个电极上各加载有一路驱动信号，这两路驱动信号的频率不同且极性相反。

进一步优选，所述压电马达压电片的两个电极上分别加载有30Hz+8V和20Hz-8V的驱动信号。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本专利提出的多频驱动压电马达具有显著降低驱动电压的效果，驱动电压比现有的单频驱动方法驱动电压降低了三分之一；

2、同等驱动电压下，本专利的多频驱动压电马达具有更大的步进速度和更高的步进精度；

3、本专利能够在更低的驱动电压下工作，并且步进精度较高，进而可以降低高压设备的运行费用，降低电磁干扰现象，并且减小设备的体积和重量。

附图说明

图1是本实用新型中20Hz+8V20Hz-8V单频法驱动信号波形图；

图2是本实用新型中30Hz+8V20Hz-8V双频法驱动信号波形图；

图3是本实用新型中差频法驱动信号原理分解图。

具体实施方式

以下通过实施例对本实用新型的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型上述内容实现的技术均属于本实用新型的范围。

这里以惯性压电马达为例进行说明、所用驱动信号以锯齿波为例。压电马达的工作原理是利用压电材料的逆压电效应，驱动电压信号使压电材料产生形变并进而驱动对象移动。目前所用的驱动信号，无论是施加在压电片的一个电极上，还是压电片的两个电极上，不管是锯齿波还是梯形波，全部是单一频率的驱动形式，称这种方式为单频式。

但是现有的这种单一频率的驱动方式，所需要的驱动电压较大。经过对压电马达驱动原理的详细分析和实际测量发现：两个频率不同、极性相反的锯齿波更容易导致马达行走。因为这两路驱动信号的频率有差别，所以将它简称为差频驱动信号或者多频驱动方式。

具体实施时需要注意的是：同一个压电片上的两个电压信号的的频率不同。