[发明专利]基于三个压电堆的旋转式驱动装置及方法

权利要求书

1.基于三个压电堆的旋转式驱动装置，其特征在于：包括定子（1），外圈固定于定子（1）内孔中的精密轴承（2），输出轴（3）一端固定于精密轴承（2）内圈，另一端固定于连接环（4），连接环（4）两侧分别通过柔性铰链连接有第一箝位机构（5）和第二箝位机构（6），在第一箝位机构（5）内部安装有第一压电陶瓷驱动器（7），在第二箝位机构（6）内部安装有第二压电陶瓷驱动器（8），所述连接环（4）、第一箝位机构（5）和第二箝位机构（6）共同组成偏转结构（9），在偏转结构（9）上固定有驱动机构（11），在驱动机构（11）内部安装有第三压电陶瓷驱动器（10），所述驱动机构（11）为非对称结构。

2.权利要求1所述驱动装置实现旋转步进的方法：其特征在于：初始状态：第一压电陶瓷驱动器（7）、第二压电陶瓷驱动器（8）和第三压电陶瓷驱动器（10）均不带电，第一箝位机构（5）和第二箝位机构（6）与定子（1）相接触，靠摩擦力进行箝位，系统处于锁止状态；旋转步进时分为三步：第一步，第二压电陶瓷驱动器（8）通电，由于逆压电效应，第二压电陶瓷驱动器（8）伸长，第二箝位机构（6）沿定子径向方向长度减小，不再箝位，同时第一箝位机构（5）继续保持箝位状态；第二步，第三压电陶瓷驱动器（10）通电，由于逆压电效应，第三压电陶瓷驱动器（10）伸长，导致驱动机构（11）沿定子径向方向缩短。由于驱动机构（11）固定于偏转结构（9）上，且驱动机构（11）为非对称结构，因此驱动机构将带动偏转结构（9）发生弯曲；第三步，第一压电陶瓷驱动器（7）通电，由于逆压电效应，第一压电陶瓷驱动器（7）伸长，第一箝位机构（5）沿定子径向方向长度减小，不再箝位。此时偏转机构（9）受弹性回复力影响解除弯曲状态，第一箝位机构（5）随偏转结构（9）的回复而步进一定角度；重复上述三步，系统实现旋转步进。