[发明专利]一种大推力惯性压电直线电机

说明书

本发明公开了一种大推力惯性压电直线电机，包括支座块和直线滑台，所述支座块中间开设有凹槽，所述凹槽内放置有可上下椭圆运动的定子机构，所述直线滑台下表面一体连接有两个突起，两个突起之间设置有陶瓷条，所述陶瓷条位于定子机构上方并与运动状态下的定子机构相接触，所述直线滑台可在定子机构的带动下前后移动。本发明采用对称柔铰结构，加工装配方便，采用菱形柔铰结构在保持高精度的同时有效增大了滑台推力。通过在对称布置的叠层压电陶瓷上施加特定的激励电压信号，可以实现两种不同模式的稳定作动。

技术领域

本发明属于压电精密致动技术领域，具体涉及一种大推力惯性压电直线电机。

背景技术

压电直线电机是利用逆压电效应将电能转化为机械能的精密致动装置，由于其具有结构简单、设计灵活、精度高、响应快以及耗电低的特点，被广泛的应用于光学、生物医学、智能制造等前沿领域的高端设备中。其发展至今，已经出现了多种类型，按照工作时的振动状态可以分为共振型和非共振型压电电机。非共振型电机相较于需要在共振状态下才能工作的电机，具有在低频低压下就可以稳定工作的优势。

非共振型电机有尺蠖型和惯性式两种重要的类型，尺蠖型电机是一种仿生类型的电机，具有大推力和高精度的特点，然而这种电机一般具有复杂的结构与装配方法。惯性式电机结构简单，可以达到一定的精度和推力，然而其性能存在制约因素：一方面，绝大多数电机可以方便的实现单向运动，然而实现双向运动较为困难，部分电机双向运动性能差距较大；另一方面，大多数惯性式电机在运动中所能产生的推力较小，无法承受工作载荷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种结构紧凑、加工方便、可以实现高精度与大推力作动的惯性压电直线电机。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种大推力惯性压电直线电机，其中：包括支座块和直线滑台，所述支座块中间开设有凹槽，所述凹槽内放置有可上下椭圆运动的定子机构，所述直线滑台下表面一体连接有两个突起，两个突起之间设置有陶瓷条，所述陶瓷条位于定子机构上方并与运动状态下的定子机构相接触，所述直线滑台可在定子机构的带动下前后移动。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

进一步地，定子机构包括左定子支座和右定子支座，两个定子支座之间下端设置有第一预压紧块，左定子支座和右定子支座上端分别设置有第二预压紧块和第三预压紧块，所述第二预压紧块与左定子支座之间通过第一叠层压电陶瓷连接固定，所述第三预压紧块与右定子支座之间通过第二叠层压电陶瓷连接固定，三个预压紧块之间设置有菱形连接框，所述菱形连接框的上端设置有凸台，所述凸台下端开设有弧形孔。

进一步地，支座块两端设置有限位板，所述直线滑台与支座块之间还设置有两组滑移限位机构，两组滑移限位机构分别设置于两个突起两端与限位板之间。

进一步地，滑移限位机构包括外交叉导杆和内交叉导杆，所述外交叉导杆与支座块螺钉连接，所述内交叉导杆与直线滑台螺钉连接，所述外交叉导杆靠近内交叉导杆的一侧设置有若干个滚子，所述内交叉导杆与滚子相接触，可相对于外交叉导杆进行前后滑移。

进一步地，限位板侧壁设置有若干个调节螺钉，所述调节螺钉的一端抵靠在外交叉导杆上，通过旋转调节螺钉调节外交叉导杆和内交叉导杆之间的预紧力。

进一步地，凹槽内螺纹连接有预压力调节螺钉，所述预压力调节螺钉上端与第一预压紧块下端接触，通过调节预压力调节螺钉的高度改变第二预压紧块与第一叠层压电陶瓷，以及第三预压紧块与第二叠层压电陶瓷之间的预紧力。

进一步地，第一叠层压电陶瓷和第二叠层压电陶瓷在电压信号下的张力方向与直线滑台的运动方向水平，所述凸台在第一叠层压电陶瓷和/或第二叠层压电陶瓷的张力下与陶瓷条接触带动直线滑台前后移动。