[发明专利]具有小位移过冲量可断电保持位移的压电作动器的作动方法

权利要求书

1.一种具有小位移过冲量可断电保持位移的压电作动器的作动方法，所述压电作动器包括壳体，位于壳体内部的带输出杆的菱形环(3)，菱形环(3)内部长轴上装配有作动压电堆(4-1)和补偿压电堆(4-2)，连接于壳体上的上盖；菱形环(3)长轴端部的输出杆通过上盖通孔与外部结构连接；壳体与上盖结合螺钉、销子组成机械限位机构；作动压电堆(4-1)和补偿压电堆(4-2)的导线通过壳体的引线孔引出；

其特征在于：所述作动方法为：压电堆的压电材料在周期性加载时，压电堆在每个电压状态均具有两个位移状态，而当激励电压跨0V时，在0V时同样有两个位移状态，此位移状态与加载历史相关；补偿压电堆处于其最大断电位移保持状态，在作动器断电位移保持区间内，当输出杆缩进时，对作动压电堆(4-1)施加负向电压U1，作动压电堆(4-1)缩短，同时对补偿压电堆(4-2)施加正向电压U2，补偿压电堆(4-2)伸长，后使作动压电堆(4-1)和补偿压电堆(4-2)施加电压降为0V，可保持位移d1，此过程中由于补偿压电堆(4-2)的作用，能够减小负向过冲位移，当需要可保持位移d1增大时，需增大负向电压U1和正向电压U2；当输出杆伸长时，对作动压电堆(4-1)施加正向电压U1，作动压电堆(4-1)伸长，使得菱形环(3)长轴伸长带动输出杆伸长，后使作动压电堆(4-1)施加电压降为0V，补偿压电堆(4-2)不加电，可保持位移d2，由于机械限位机构的存在，当菱形环(3)长轴伸长使菱形环(3)靠近输出杆的端面与带槽上盖(2)或圆孔上盖(14)接触时，作动压电堆(4-1)继续伸长时，带槽上盖(2)或圆孔上盖(14)将限制菱形环(3)沿长轴方向的变形，能够减小正向过冲位移，当需要可保持位移d2增大时，需增大正向电压U1。

2.根据权利要求1所述的一种具有小位移过冲量可断电保持位移的压电作动器的作动方法，其特征在于：所述机械限位机构包括三种结构：

第一种结构：机械限位机构包括方槽壳体(1)，通过销子(5)与方槽壳体(1)连接的带槽上盖(2)，穿过带槽上盖(2)通孔固紧于销子(5)的固定螺钉(6)，穿过方槽壳体(1)的侧面方槽用于调整菱形环(3)位置的楔形块(7)，穿过方槽壳体(1)的侧面通孔固紧于菱形环(3)的固紧螺钉(10)，用于封装方槽壳体(1)腔体的底片(8)，穿过底片(8)通孔和方槽壳体(1)的底部通孔用于固紧楔形块(7)的紧固螺钉(9)；通过楔形块(7)能够调节菱形环(3)靠近输出杆的端面相对于带槽上盖(2)的位置，实现机械限位的功能；

第二种结构：机械限位机构包括螺纹孔壳体(11)，通过销子(5)与螺纹孔壳体(11)连接的带槽上盖(2)，穿过带槽上盖(2)通孔固紧于销子(5)的固定螺钉(6)，穿过螺纹孔壳体(11)的底部螺纹孔用于调整菱形环(3)位置的顶丝(12)，穿过螺纹孔壳体(11)的侧面通孔固紧于菱形环(3)的固紧螺钉(10)；通过顶丝(12)能够调节菱形环(3)靠近输出杆的端面相对于带槽上盖(2)的位置，实现机械限位的功能；

第三种结构：机械限位机构包括圆孔壳体(13)，穿过圆孔壳体(13)的底部通孔用于固紧菱形环(3)的底部螺钉(16)，通过顶部螺钉(15)与圆孔壳体(13)连接的圆孔上盖(14)；通过顶部螺钉(15)能够调节圆孔上盖(14)相对于菱形环(3)靠近输出杆的端面的位置，实现机械限位的功能。

3.根据权利要求1所述的一种具有小位移过冲量可断电保持位移的压电作动器的作动方法，其特征在于：所述输出杆提供的作动位移由作动压电堆(4-1)、补偿压电堆(4-2)、菱形环(3)和机械限位机构共同提供。