[实用新型]一种方向随动式微摩擦二维矢量压电驱动工作台

说明书

本实用新型涉及一种方向随动式微摩擦二维矢量压电驱动工作台，包括工作台、转向板、转向轮、定向轮、驱动电机、转向机构、转向传递轴；定向轮和转向轮的轮毂为十字形板状，轮毂的两面均设有压电晶片，一侧的压电晶片为驱动压电晶片，另一侧的压电晶片为制动压电晶片。本实用新型是以压电为驱动源的工作平台，压电晶片震动驱动轮子运动，带动工作台实现直线运动，当齿轮转动通过转向传递轴、万向节和转向板并配合控制输出的压电信号的电压实现转向轮两轮的驱动转矩不同和侧向力作用，使工作台实现二维的平面移动，利用压电晶片实现了工作平台微小位移，借助齿轮齿条机械结构，结构简单，对于小位移工作平台的平稳性和安全性有着十分积极意义。

技术领域

本实用新型涉及一种压电驱动工作台，特别涉及一种方向随动式微摩擦二维矢量压电驱动工作台。

背景技术

压电陶瓷也称压电晶片，具有压电性，对于正压电性，某些电介质在机械外力作用下，介质内部正负电荷中心发生相对位移而引起极化，从而导致电介质两端表面内出现符号相反的束缚电荷。在外力不太大的情况下，其电荷密度与外力成正比，而且压电陶瓷遵从胡克定律，即有几何变形与载荷的关系，其中弹性系数与电学边界条件有关。压电陶瓷常用于压电驱动，目前压电驱动多为直线移动和旋转运动，压电驱动基本原理是基于压电陶瓷材料的逆压电效应，通过控制其机械变形产生旋转或直线运动。它具有结构简单，低速、大力矩的优点。目前大部分的压电驱动工作台大多是蠕动式与惯性式，带动工作平台移动，主要用于直线运动和旋转，一般压电驱动工作台的角度调整采用压电结构，调整速度和范围比较有限，并且成本和造价高，缺少相对大行程和多角度的二维运动形式。

发明内容

本实用新型为了解决上述技术问题，提供一种方向随动式微摩擦二维矢量压电驱动工作台，包括工作台、转向板、转向轮、定向轮、驱动电机、转向机构、转向传递轴；所述的工作台一端的两侧分别设有立柱和转向轮支杆，转向板通过转轴与转向轮支杆枢接，转向板位于转向轮支杆的下方；转向板的自由端设有T形板，转向轮的轮轴枢接在T形板下部，转向轮分别位于工作台一端的两侧；所述的转向机构水平设置工作台一端，转向机构包括一对伸缩气囊和齿条，两伸缩气囊的相对端分别设有气囊轴，齿条的两端分别与两气囊轴相对端相连，两伸缩气囊的外端分别设有气囊固定杆，整个转向机构通过气囊固定杆固定在工作台的两侧立柱上；伸缩气囊、气囊轴、气囊固定杆和齿条位于同一横轴；驱动电机设在工作台上，驱动电机的输出轴与齿轮同轴固连；齿轮与转向机构的齿条啮合；两转向传递轴相对设置，转向传递轴为L形轴杆，每个转向传递轴一端与气囊轴相连，另一端通过万向节与转向板相连；定向轮通过轮轴枢接在工作台另一端的两侧；定向轮和转向轮的轮毂为十字形板状，轮毂的两面均设有压电晶片，一侧的压电晶片为驱动压电晶片，另一侧的压电晶片为制动压电晶片。

进一步的，所述的T形板上部设有套孔，转向板的自由端上部设有螺杆，T形板通过套孔套在转向板的螺杆上，并通过螺母紧固，将T形板与转向板固连；T形板的下部设有枢接孔，转向轮的轮轴设在T形板下部枢接孔内。

进一步的，转向传递轴一端设有套环，另一端与万向节连接；转向传递轴通过套环与气囊轴相连，通过螺栓穿过套环将其紧固。

进一步的，驱动电机设在电机支座上，电机支座固定在工作台上。

进一步的，气囊固定杆上设有凹槽，通过固定板将气囊固定杆夹持在固定板与立柱之间，固定板通过螺栓紧固在立柱上。

本实用新型的工作原理：

向工作台输入驱动信号A信号，转向轮和定向轮轮毂上的压电晶片在A信号的作用下以一定频率和振幅震动，提供扭矩驱动轮子转动，进而带动工作台直线运动；

当需要转向时，向驱动电机输入转向信号B信号，驱动电机输出转矩，齿轮转动带动齿条运动，压缩一侧的伸缩气囊沿轴向运动，再通过转向传递轴推动转向板绕着转轴在水平方向转动，进而推动转向轮转向；