[发明专利]一种纳米直线电机

说明书

本发明公开了一种纳米直线电机，包括：压电驱动马达，包括同轴设置的驱动轮及中轴，驱动轮及中轴之间设置有径向输出位移的压电输出模块，通过压电输出模块驱动驱动轮的旋转；换向输出组件，包括直线位移输出机构，直线位移输出机构与换向输出组件与压电驱动马达的驱动轮传动连接，用于将驱动轮的旋转运动转换为直线位移输出。通过压电驱动马达提供精准的位移输出与放大，通过直线位移输出机构的设计，令其与压电驱动马达的驱动马达传动连接，从而将旋转的位移输出转换为直线位移输出，以便适应直线输出电机的实际使用需要，有效地解决了采用压电原理的运动输出装置存在的材质要求高、控制结构复杂以及输出位移有限的技术问题。

技术领域

本发明涉及压电位移输出技术领域，更具体地说，涉及一种纳米直线电机。

背景技术

随着科学技术的发展，人们对高精密自动化控制的需求越来越大。对电机的要求也在不断提高，传统的电磁电机的发展已经有100多年的历史，各方面技术成果已经十分完善，由于工作原理和结构的限制，难以满足在复杂恶劣环境条件中的需求，如力矩大，尺寸小，分辨率高，低速，低噪声，无电磁干扰等，为解决传统电机结构上的问题，提出了压电陶瓷输出位移的结构设计，压电陶瓷具有受恶劣环境影响小，运动精确，可微型化等优点。

不过目前压电陶瓷的位移装置设计技术还不够成熟，主要是存在以下缺点：对压电陶瓷的性能要求极高，压电陶瓷的运动轨迹及对应的控制规划复杂，压电陶瓷材料需要满足向多方向运动的要求。并且压电驱动步骤复杂，常用与压电陶瓷配合的尺蠖机构行程有限，往往只有几个微米，常常难以达到需要的位移输出量。

综上所述，如何有效地解决采用压电原理的运动输出装置存在的材质要求高、控制结构复杂以及输出位移有限等的技术问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种纳米直线电机，该纳米直线电机的结构设计可以有效地解决采用压电原理的运动输出装置存在的材质要求高、控制结构复杂以及输出位移有限等的技术问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种纳米直线电机，包括：压电驱动马达，包括同轴设置的驱动轮及中轴，所述驱动轮及中轴之间设置有径向输出位移的压电输出模块，通过所述压电输出模块驱动所述驱动轮的旋转；换向输出组件，包括直线位移输出机构，所述直线位移输出机构与所述换向输出组件与所述压电驱动马达的驱动轮传动连接，用于将所述驱动轮的旋转运动转换为直线位移输出。

优选的，上述纳米直线电机中，所述直线位移输出机构包括平直的输出条板，以及设置于所述输出条板底部的支撑滚轮组，所述输出条板与所述驱动轮外缘面贴合传动连接。

优选的，上述纳米直线电机中，所述支撑滚轮组包括两个或以上的支撑滚轮，各所述支撑滚轮沿所述输出条板的长度方向，呈直线状排布。

优选的，上述纳米直线电机中，所述换向输出组件还包括支撑箱体，所述输出条板端部伸出所述支撑箱体的侧面，所述支撑滚轮的轮轴与支撑箱体安装固定，所述压电驱动马达的中轴与支撑箱体安装固定。

优选的，上述纳米直线电机中，所述输出条板与驱动轮配合的顶面，以及与所述驱动轮的外圆周面均设置有静摩擦阻尼面，令二者之间的位移传动减少滑动摩擦。

优选的，上述纳米直线电机中，所述压电输出模块包括能够通电输出径向位移的压电陶瓷块，以及与所述压电陶瓷块限位配合将其输出径向位移转换至切向的非对称式的柔性铰链组件。

优选的，上述纳米直线电机中，所述柔性铰链组件包括位移输出块，所述位移输出块顶端用于与驱动轮的内缘摩擦传动连接，所述压电陶瓷块的两端分别顶紧位移输出块的底面及所述中轴的外周，所述位移输出块的两端连接有第一柔性铰链及第二柔性铰链，所述第一柔性铰链位移输出块底面所呈直角状，所述第二柔性铰链位移输出块底面所呈锐角状。