[发明专利]一种水下全开放式关节机构及其工作方法

摘要

本发明公开了一种水下全开放式关节机构及其工作方法，水下全开放式关节机构包含若干个依次相连的全开放式关节；全开放式关节包含压电振子和连接组件；压电振子包含两个金属材质的悬梁臂、两个压电陶瓷片和一个圆环结构；所述连接组件包含固定螺帽、两个垫片、两个弹性环、两个连接块和固定螺栓。两个连接块分别从压电振子圆环结构的两侧夹住圆环结构，使用螺栓固连并通过内置弹性元件保持对圆环结构内侧的接触压力。通过激励悬梁臂上的压电陶瓷片，使其圆环结构内侧质点做微幅椭圆运动，经摩擦作用驱动连接组件绕圆环结构的轴线旋转，实现关节的转动。本发明能够实现两个自由度的驱动。

主权项

1.一种水下全开放式关节机构，其特征在于，包含若干个依次相连的全开放式关节；所述全开放式关节包含压电振子和连接组件；所述压电振子包含两个金属材质的悬梁臂、两个压电陶瓷片和一个圆环结构；所述悬梁臂包含根部和渐变部，其中，根部呈长方体，渐变部为变截面结构，渐变部横截面较大的一端和所述长方体的一端固连、横截面较小的一端和所述圆环结构的外壁固连；所述两个悬梁臂的根部之间平行，两个悬梁臂渐变部之间的距离从横截面较大的一端到横截面较小的一端逐渐缩小；所述两个悬梁臂的根部上均对应设有用于和相邻全开放式关节的连接组件相连的通孔；所述两个压电陶瓷片分别对应设置在所述两个悬梁臂渐变部的内侧；所述连接组件包含固定螺帽、两个垫片、两个弹性环、两个连接块和固定螺栓；所述连接块呈空心圆台状，其较小端面的中心开有供所述固定螺栓穿过的通孔，其较大端面的中心设有用于放入所述弹性环和垫片的通孔，且其较大端面上设有两个相互平行的安装足；所述两个连接块的较小端面相抵，两个连接块的外壁分别和所述圆环结构的两侧相抵、将所述圆环结构夹在两个连接块之间；所述两个弹性环分别置于两个连接块内，所述两个垫片分别对应设置在两根弹性环的外侧；所述固定螺栓依次穿过其中一个垫片、两个弹性环、另一个垫片后和所述固定螺帽螺纹连接；所述连接块较大端面上的两个安装足之间形成用于放置其他全开放式关节悬梁臂根部的矩形槽，且两个安装足上均设有和相邻全开放式关节对应悬梁臂上的通孔相匹配的通孔，所述两个安装足和相邻全开放式关节对应悬梁臂通过螺栓固连；所述压电振子中的两个悬梁臂均接地，两个压电陶瓷片分别接外部驱动信号；所述全开放式关节所在平面和其相邻全开放式关节所在平面正交。