[发明专利]一种粘滑驱动式压电直线驱动器

说明书

本发明公开了一种粘滑驱动式压电直线驱动器，包括基座、动平台、导轨和第一连杆，第一连杆包括第一端部和第二端部；第二端部上固定设有陶瓷摩擦片，陶瓷摩擦片顶在动平台的下方；第一端部顶设有压电执行器驱动组；第一端部的下方顺次连有第一铰链、第二连杆、第二铰链和第一刚性块，第一刚性块螺固于基座。通电的压电执行器驱动组能推动第一连杆，继而通过陶瓷摩擦片带动动平台向前移动，当压电执行器驱动组断电后，第一连杆快速复位，由于惯性，动平台保持不动，在第一连杆复位的过程中，由于第一连杆是倾斜的，故陶瓷摩擦片会从动平台略微撤离，陶瓷摩擦片对动平台的摩檫力骤减，有效避免了在第一连杆快复位的过程中动平台的位移回退。

技术领域

本发明属于压电驱动器领域，具体涉及一种粘滑驱动式压电直线驱动器。

背景技术

随着信息技术、微纳米技术的迅速发展，在精密与超精密加工、微/纳米机械测试、扫描显微镜、航空航天工程等众多领域对微纳驱动技术的需求日益剧增。以压电材料的逆压电效应为驱动原理所制作的压电驱动器具有高响应、结构灵活、分辨率高、无磁性等优点，可以适用于绝大部分的应用环境，在微纳驱动技术中已经逐渐占据了主导地位。按照驱动原理的不同，压精密驱动器可分为超声谐振式、惯性式、尺蠖式。与其他驱动器相比较，压电粘滑驱动器具有能耗低、结构紧凑、分辨率高的优点，但也存在位移回退、定位精度低、承载能力差以及不可主动调控驱动过程中定子与动子间的摩擦力等问题，限制了其在微纳米操作系统以及定位系统中的应用。

压电粘滑驱动主要采用非对称电信号对压电元件进行激励，利用逆压电效应激发定子产生缓慢与快速交替的运动变形，使得定子与动子处于“粘”和“滑”两种运动状态，在摩擦力作用下实现机械运动输出。

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现状，而提供驱动器的负载能力大、有效改善粘滑驱动器位移回退现象的一种粘滑驱动式压电直线驱动器。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种粘滑驱动式压电直线驱动器，包括基座和水平设置的动平台，基座设有供动平台滑动的导轨，动平台的下方设有第一连杆，第一连杆包括位于低位的第一端部，以及位于高位的第二端部；

第二端部上固定设有陶瓷摩擦片，陶瓷摩擦片顶在动平台的下方；

第一端部顶设有压电执行器驱动组；

第一端部的下方顺次连有第一铰链、第二连杆、第二铰链和第一刚性块，第一刚性块螺固于基座。

为优化上述技术方案，采取的措施还包括：

第二端部下方顺次连有第三铰链、第三连杆、第四铰链和第二刚性块；

第一刚性块和第二刚性块之间连有一对第一柔性薄板；

第二刚性块在位于第一刚性块相反的一侧设有第三刚性块，第三刚性块螺钉固定于基座，第二刚性块和第三刚性块之间连有一对第二柔性薄板；

第四铰链位于第二铰链的高位，即第四铰链错开位于第二铰链所在水平面的偏上方位置，利于第一连杆复位时，陶瓷摩擦片能轻微下沉。

优选的方案中，基座上设有从下方顶在第二刚性块上的摩擦力调节螺栓，通过旋转调节螺栓能够调整陶瓷摩擦片对动平台的压力。

优选的方案中，第三连杆位于第二连杆的高位；第三铰链位于第一铰链的高位，利于第一连杆复位时，陶瓷摩擦片能轻微下沉。

优选的方案中，陶瓷摩擦片的上表面为顶在动平台下方的平面；第三铰链、第三连杆和第四铰链之间的连线倾斜倒向压电执行器驱动组的方向；第一铰链、第二连杆和第二铰链之间的连线倾斜倒向压电执行器驱动组的方向。。

优选的方案中，基座包括朝向动平台的底部方向开口的容纳槽，陶瓷摩擦片、第一连杆、第一铰链、第二连杆、第二铰链、第一刚性块、第三铰链、第三连杆、第四铰链、第二刚性块、第一柔性薄板、第二柔性薄板和压电执行器驱动组皆位于容纳槽内。