[发明专利]一种通过压电-连杆机构实现扭矩的作动器及方法

摘要

一种通过压电-连杆机构实现扭矩的作动器及方法，该作动器由压电-连杆机构、销钉、作动圆盘、驱动器、控制器组成；其实现扭矩的方法如下：压电-连杆机构由压电堆和压电约束-多级位移放大机构组成，将由压电材料输出的微小直线位移通过压电约束-多级位移放大机构放大后输出；压电-连杆机构将拉力和直线位移作用至位于作动圆盘的销钉上，销钉与作动圆盘圆心存在一定距离，因而将压电材料输出的力和直线位移转化为作动圆盘的扭矩输出和连续转动；不同个数的压电-连杆机构在实现转动的不同相位处对销钉实施不同大小的拉力或进行空回，以保证该作动器实现较为稳定输出的扭矩；本发明具有输出扭矩大、能耗小、无相位间隔、多圈连续作动、时效性好等特点。

主权项

一种通过压电‑连杆机构实现扭矩的作动器，其特征在于：包括作动圆盘（7），通过作动圆盘（7）偏心处的销钉二（6）和作动圆盘（7）连接的多个作动杆（4），作动杆（4）的另一端通过销钉一（3）和压电约束‑多级位移放大机构（1）的下端相连接，压电约束‑多级位移放大机构（1）的上端固定，压电约束‑多级位移放大机构（1）内放置压电堆（2），压电堆（2）通电压时横向膨胀，导致其纵向长度收缩，压电约束‑多级位移放大机构（1）通过销钉一（3）给作动杆4输出拉力；所述压电约束‑多级位移放大机构（1）、压电堆（2）、销钉一（3）、作动杆（4）通过压电堆（2）的伸缩实现连杆往复运动的功能，组成压电‑连杆机构（5）；还包括控制器（8），和控制器（8）连接的驱动器（9），所述驱动器（9）和多个压电‑连杆机构（5）的压电堆（2）连接，控制器（8）输出不同相位的控制信号通过驱动器（9）送入多个压电‑连杆机构（5）中驱动压电堆（2）进行不同相位的伸缩，实现销钉二（6）围绕作动圆盘（7）圆心转动，并带动作动圆盘（7）匀速转动、均衡的输出扭矩；停止输出扭矩后，各压电‑连杆机构（5）停止动作，作动器被锁止，且由于时间选择的任意性，该作动器锁止于任意相位。