[发明专利]压电驱动的进给调姿装置及其激励方法

权利要求书

1.一种压电驱动的进给调姿装置，其特征是：所述进给调姿装置包括动子(1)、驱动单元(2)、螺母(3)、丝杠(4)以及基座(5)；

所述驱动单元(2)包括驱动足(2-1)、双向层叠式弯曲型压电驱动器(2-2)、绝缘块(2-3)、上侧层叠式扭转型压电驱动器(2-4)、中间夹板(2-5)以及下侧层叠式扭转型压电驱动器(2-6)；

所述基座(5)保持固定，所述动子(1)输出四自由度运动；

所述驱动足(2-1)、双向层叠式弯曲型压电驱动器(2-2)、绝缘块(2-3)、上侧层叠式扭转型压电驱动器(2-4)、中间夹板(2-5)以及下侧层叠式扭转型压电驱动器(2-6)沿驱动单元(2)的轴线方向分布且保持固定连接，丝杠(4)的轴线方向与驱动单元(2)的轴线方向重合且与基座(5)之间保持固定连接；

所述动子(1)压紧在驱动足(2-1)的上表面，所述下侧层叠式扭转型压电驱动器(2-6)压紧在螺母(3)的上表面。

2.根据权利要求1所述的一种压电驱动的进给调姿装置，其特征是：所述双向层叠式弯曲型压电驱动器(2-2)由多片压电陶瓷沿驱动单元(2)的轴线方向固定连接而成，每片压电陶瓷包含四个极化分区，所述双向层叠式弯曲型压电驱动器(2-2)在激励电压信号的作用下发生偏离驱动单元(2)的轴线方向的弯曲变形，进而带动驱动足(2-1)沿与驱动单元(2)的轴线方向垂直的两个正交方向的摆动运动；

所述上侧层叠式扭转型压电驱动器(2-4)以及下侧层叠式扭转型压电驱动器(2-6)由多片压电陶瓷绕驱动单元(2)的轴线方向固定连接而成，每片压电陶瓷包括一个极化分区，所述上侧层叠式扭转型压电驱动器(2-4)以及下侧层叠式扭转型压电驱动器(2-6)在激励电压信号的作用下发生绕驱动单元(2)的轴线方向的扭转变形，所述上侧层叠式扭转型压电驱动器(2-4)以及下侧层叠式扭转型压电驱动器(2-6)上下两个表面产生相对转动运动，进而分别带动驱动足(2-1)以及螺母(3)绕驱动单元(2)的轴线方向的转动运动。

3.根据权利要求1所述的一种压电驱动的进给调姿装置，其特征是：所述驱动足(2-1)上表面设置有定位孔，所述动子(1)通过定位孔压紧在驱动足(2-1)上以实现自动定心并跟随驱动足(2-1)做运动；

所述动子(1)与驱动足(2-1)之间在压紧装置的作用下保持接触，所述压紧装置包括球轴承压紧、电磁力压紧、流体动压力压紧、流体静压力压紧。

4.根据权利要求1所述的一种压电驱动的进给调姿装置，其特征是：所述丝杠(4)与所述螺母(3)配合，所述丝杠(4)保持固定，所述螺母(3)绕驱动单元(2)的轴线方向转动，进而产生沿驱动单元(2)的轴线方向的直线运动；

所述中间夹板(2-5)设置有沿驱动单元(2)的轴线方向的直线导轨，所述直线导轨引导驱动单元(2)沿自身轴线方向的直线运动，而限制除沿驱动单元(2)自身轴线方向做直线运动外所有方向上的直线或旋转运动。

5.一种如权利要求1所述的压电驱动的进给调姿装置的激励方法，其特征是：通过以下激励方法实现动子(1)的大尺度四自由度运动，包括如下步骤：

步骤一：动子(1)沿驱动单元(2)的轴线方向做双向直线运动；

步骤二：动子(1)绕驱动单元(2)的轴线方向做双向旋转运动；

步骤三：动子(1)绕与驱动单元(2)的轴线方向正交的水平方向做双向旋转运动；

步骤四：动子(1)绕与驱动单元(2)的轴线方向正交的纵深方向做双向旋转运动。