[发明专利]一种尺蠖粘滑混合驱动式压电直线驱动器及安装工艺

说明书

本发明公开了一种尺蠖粘滑混合驱动式压电直线驱动器及安装工艺，包括定平台、动平台和交叉滚珠导轨，交叉滚珠导轨分别连接定平台和动平台，定平台上部固定有驱动机构，驱动机构侧面连接箝位机构。本发明结构简单，能输出较大驱动力的同时，又能够有效抑制动平台的位移回退现象；通过箝位机构设置摩擦片，又能够有效防止动平台在瞬间运动时与箝位机构产生相对位移，导致位移量减小。

技术领域

本发明涉及高精度定位驱动技术领域，尤其是涉及一种尺蠖粘滑混合驱动式压电直线驱动器及安装工艺。

背景技术

在科学研究和工程领域如精密/超精密加工,扫描探针显微镜,生物医学科学等对高精度定位驱动技术有了越来越广泛的需求。由于压电材料具有快速响应和高分辨率等优良性能，使得基于压电材料的精密定位技术的研究越来越受欢迎。然而，单个压电叠堆的工作行程通常只有几微米或几十微米，这不足以满足实际应用中跨尺度定位的需要。为了获得较大的工作行程，如毫米甚至厘米，已经提出了几种步进驱动原理，并开发了各种压电致动器，主要包括超声谐振式、惯性粘滑式、尺蠖式。与超声谐振式驱动技术相比，尺蠖式和粘滑式驱动技术具有更宽的工作频率范围和更强的鲁棒性。然而，尺蠖和粘滑驱动技术都有其固有的局限性和独特的优势。粘滑式驱动器结构简单，速度相对较大但驱动力较低，且其动子存在着位移回退现象。尺蠖式由于钳位动作具有较大的驱动力，但结构复杂，驱动频率和速度有限，因此急需对此进行改进。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种尺蠖粘滑混合驱动式压电直线驱动器及安装工艺，该驱动器结构简单，能输出较大驱动力的同时，又能够有效抑制动平台的位移回退现象；通过箝位机构设置摩擦片，又能够有效防止动平台在瞬间运动时与箝位机构产生相对位移，导致位移量减小。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种尺蠖粘滑混合驱动式压电直线驱动器及安装工艺，包括定平台、动平台和交叉滚珠导轨，所述交叉滚珠导轨分别连接定平台和动平台，所述定平台上部固定有驱动机构，所述驱动机构侧面连接箝位机构；

所述驱动机构包括固定块，所述固定块固定在定平台上部，所述驱动机构侧面竖直方向上的两边分别铰接有第一活动片，两个所述第一活动片之间安装有第一压电叠堆，每个所述第一活动片另一侧铰接有第二活动片，所述第二活动片另一端共同铰接有连接块，所述箝位机构包括支撑筋，所述连接块另一端连接支撑筋且与支撑筋一体成型，所述支撑筋远离驱动机构的一侧竖直方向上的两边分别铰接有第三活动片，两个所述第三活动片之间安装有第二压电叠堆，所述动平台靠近定平台的一侧向下延伸设有两条第二限位筋，所述第三活动片靠近第二限位筋一侧设有摩擦片，所述摩擦片与动平台抵接或分离。

所述第一压电叠堆一端抵接其中一个第一活动片且另一端抵接第一预紧垫块，所述第一预紧垫块远离第一压电叠堆的一端抵接另一个第一活动片，所述第一活动片、第一压电叠堆和第一预紧垫块通过第一预紧螺钉连接。

所述第二压电叠堆一端抵接其中一个第三活动片且另一端抵接第二预紧垫块，所述第二预紧垫块远离第二压电叠堆的一端抵接另一个第三活动片，所述第三活动片、第二压电叠堆和第二预紧垫块通过第二预紧螺钉连接。

所述第三活动片内侧向内延伸设有第三限位筋，所述第二压电叠堆通过第三限位筋限位。

还包括螺栓，所述定平台上表面设有向下凹陷的固定孔，所述固定块设有贯穿固定块上下表面的沉头孔，所述螺栓穿过沉头孔并螺纹拧入固定孔内，所述螺栓顶部与固定块上表面齐平。

所述定平台两侧竖直向上延伸设有第一限位筋，所述第一限位筋与第二限位筋平行，所述交叉滚珠导轨两侧分别抵接第一限位筋内侧和第二限位筋外侧，所述第一压电叠堆与第二压电叠堆平行且垂直于第二限位筋，所述连接块位于支撑筋侧面中间。

所述摩擦片靠近第二限位筋的一侧设有防滑部，所述防滑部抵接第二限位筋内侧。

所述第三活动片与摩擦片通过调节螺钉连接。