[发明专利]纵弯组合致动尺蠖式直线压电驱动器及其激励方法

说明书

纵弯组合致动尺蠖式直线压电驱动器及其激励方法属于压电驱动技术领域，目的在于解决现有技术存在的结构复杂、整体刚读题以及对加工质量要求高等问题。本发明包括：左伸缩压电陶瓷、左弯曲压电陶瓷、L形法兰板、右弯曲压电陶瓷、右伸缩压电陶瓷和动子；L型法兰板竖直部分的两侧设置有相同的螺栓；左伸缩压电陶瓷、左弯曲压电陶瓷、右弯曲压电陶瓷以及右伸缩压电陶瓷沿轴线方向均设置有通孔；L型法兰板一侧的螺栓依次穿过左弯曲压电陶瓷和左伸缩压电陶瓷后与一个螺母螺纹连接；L型法兰板另一侧的螺栓依次穿过右弯曲压电陶瓷和右伸缩压电陶瓷后与另一个螺母螺纹连接；左伸缩压电陶瓷和右伸缩压电陶瓷分别通过一个驱动组和动子接触。

技术领域

本发明属于压电驱动技术领域，具体涉及一种纵弯组合致动尺蠖式直线压电驱动器及其激励方法。

背景技术

压电驱动器利用压电陶瓷材料的逆压电效应，通过施加电信号激励压电陶瓷-金属复合定子产生振动或变形，进一步通过摩擦或直接驱动方式实现动子机械运动输出；具有结构设计灵活、响应速度快、定位精度高、断电自锁、不受电磁干扰、可直接驱动等技术优势，已经成为精密驱动与定位领域研究的热点之一，并已成功应用于航空航天、医疗器械、数码电子产品等领域。

尺蠖式压电驱动器是当前压电驱动器中较为具有代表性的一类，通过嵌入在不同柔性铰链机构中的压电叠堆的“钳位”与“致动”动作交替实现动子的机械运动输出，具有易于实现大行程运动输出的优势，且在整个运动过程中动子没有位移回退现象产生。然而，当前尺蠖式压电驱动器多使用柔性铰链设计结构，这会导致该类压电驱动器具有结构复杂的不足，且柔性铰链的使用常导致压电驱动器整体刚度较低、对加工质量要求高等问题，在一定程度上限制了尺蠖式压电驱动器的进一步应用。

发明内容

本发明的目的在于提出一种纵弯组合致动尺蠖式直线压电驱动器及其激励方法，解决现有技术存在的结构复杂、整体刚读题以及对加工质量要求高等问题。

为实现上述目的，本发明的纵弯组合致动尺蠖式直线压电驱动器包括：左伸缩压电陶瓷、左弯曲压电陶瓷、L形法兰板、右弯曲压电陶瓷、右伸缩压电陶瓷和动子；

所述L型法兰板竖直部分的两侧设置有相同的螺栓；所述左伸缩压电陶瓷、左弯曲压电陶瓷、右弯曲压电陶瓷以及右伸缩压电陶瓷沿轴线方向均设置有通孔；

所述L型法兰板一侧的螺栓依次穿过左弯曲压电陶瓷和左伸缩压电陶瓷后与一个螺母螺纹连接；所述L型法兰板另一侧的螺栓依次穿过右弯曲压电陶瓷和右伸缩压电陶瓷后与另一个螺母螺纹连接；所述左伸缩压电陶瓷和所述右伸缩压电陶瓷分别通过一个驱动足和所述动子接触。

所述左伸缩压电陶瓷和所述右伸缩压电陶瓷的驱动足和所述动子的接触为点接触，具体为：驱动足顶部为半球形，与动子之间是点接触。

所述左伸缩压电陶瓷和所述右伸缩压电陶瓷的驱动足和所述动子的接触为线接触，具体为：驱动足顶部为半圆柱形，与动子之间是线接触。

所述左伸缩压电陶瓷和右伸缩压电陶瓷的尺寸相同，所述左弯曲压电陶瓷和右弯曲压电陶瓷的尺寸相同。

所述L型法兰板的水平部分均匀分布有多个固定孔。

纵弯组合致动尺蠖式直线压电驱动器的激励方法包括沿螺栓轴向方向的向右激励方法和向左激励方法；

所述向右激励方法包括以下步骤：

步骤一：左伸缩压电陶瓷保持不动，左弯曲压电陶瓷施加负电压向下弯曲，右弯曲压电陶瓷施加正电压向上弯曲，右伸缩压电陶瓷保持不动，右伸缩压电陶瓷上的驱动足压紧动子；

步骤二：左伸缩压电陶瓷施加正电压向左伸长，左弯曲压电陶瓷保持不动，右弯曲压电陶瓷保持不动，右伸缩压电陶瓷施加正电压向右伸长，右伸缩压电陶瓷上的驱动足带动动子向右运动一步；