[发明专利]一种中心定轴式微小型分度盘及其控制方法

权利要求书

1.一种中心定轴式微小型分度盘，其特征在于：从内到外依次设置有中心轴、旋转轴、外壳；所述中心轴上表面与上盖固定连接；所述旋转轴从上至下依次设置有上体、中间体以及下体；所述中心轴上部与上体之间安装有第一轴承；所述上盖压紧第一轴承的内圈；所述中心轴下部与下体之间安装有第二轴承；所述中心轴下表面与下盖固定连接；所述下盖压紧第二轴承的内圈；所述第一轴承和第二轴承用于实现中心轴与旋转轴之间的相对转动；所述上体的上表面与分度平台固定相连；所述外壳上表面设置有定位环；所述定位环与分度平台下表面的凹槽之间滑动配合；所述下盖与外壳固定连接；所述中心轴中部安装有压电驱动器；所述压电驱动器预弯成一定弧度；所述压电驱动器由压电薄膜和弹性基板粘结而成；所述弹性基板一端与中心轴相连，压电驱动器为悬臂梁姿态；所述中间体内部表面均匀布置有多个驱动齿；所述驱动齿与压电驱动器配套使用；所述驱动齿相邻齿之间的夹角为2θ；所述驱动齿顶端的旋转半径R2大于压电驱动器在回复状态下顶端以旋转轴旋转中心为圆心构成的圆半径R1；所述外壳内部表面均布有多个分度凸点，相邻分度凸点的夹角为θ；所述中间体外表面均布有卡点；所述卡点与分度凸点配套使用；所述卡点配套设置有弹性体；所述弹性体安装于中间体的安装孔内；所述卡点卡在两个分度凸点之间；所述卡点与中间体滑动配合，在旋转轴旋转运动时，分度凸点挤压卡点使其挤压弹性体并收缩，进而卡入下一组两个分度凸点之间，实现分度盘的一个步进角度θ；所述压电驱动器在中心轴外围右部组成组A；所述压电驱动器在中心轴外围左部组成组B；所述组A和组B中相邻的压电驱动器之间的夹角为2θ，与相邻驱动齿之间的夹角相同；在压电驱动器完全复位状态下，所述组A中压电驱动器的顶端触点与相对应的驱动齿之间的夹角为α，组B中压电驱动器的顶端触点与相对应的驱动齿之间夹角的为β，其中。

2.一种如权利要求 1所述的中心定轴式微小型分度盘，其特征在于：所述压电薄膜的材料为压电陶瓷复合纤维材料。

3.一种如权利要求 1所述的中心定轴式微小型分度盘，其特征在于：所述驱动齿设置有受力面和避让斜面。

4.一种如权利要求 1所述的中心定轴式微小型分度盘，其特征在于：所述弹性体为弹簧。

5.一种控制方法，其特征在于，基于所述权利要求1至4任一项所述中心定轴式微小型分度盘，包括以下步骤：

第步，不施加电压信号，组A和组B中压电驱动器保持预定弯曲状态；

第步，组A中所有压电驱动器施加与压电薄膜极化方向相同的电压，压电驱动器中的压电薄膜收缩，压电驱动器向外拉伸，组A中压电驱动器顶端推动驱动齿的受力面向前推进θ，卡点在推动力作用下挤压弹性体并径向收缩，进而卡入下一组分度凸点之间，实现分度盘的一个步进角度θ；

第步，去除施加在组A中压电驱动器的驱动电压，组A中压电驱动器在自身弹力作用下复位；

第步，组B中所有压电驱动器施加与压电薄膜极化方向相同的电压，组B中压电驱动器中的压电薄膜收缩，压电驱动器向外拉伸，组B中压电驱动器顶端推动驱动齿的受力面向前推进θ，卡点在推动力作用下挤压弹性体并径向收缩，进而卡入下一组两个分度凸点之间，实现分度盘的下一个步进角度θ；

第步，重复以上步骤，组A和组B交替驱动，旋转体以步进角度θ转动，通过控制步进数量获得设定的旋转角度。