[实用新型]基于夹心式框架作动器的轨道运载系统

说明书

本实用新型公开了一种基于夹心式框架作动器的轨道运载系统，包含轨道和若干夹心式框架作动器；夹心式框架作动器包含四个T形梁、四个连接螺栓、四个压电元件组、四个驱动足和预紧机构；预紧机构包含两个固定梁、四个固定螺栓、四个隔振垫圈、两个预紧螺栓、两个预紧螺帽、两个弹簧、连接轴和两个被动轮；夹心式框架作动器套在轨道上，四个驱动足和轨道的上端面相抵，两个被动轮和轨道的下端面相抵。本实用新型利用压电材料的逆压电效应将电能装换为机械能，依靠摩擦作用直接驱动机器人运动，不需要复杂的传动和减速机构，结构简单紧凑，易于实现小型化，且能在强磁场及真空环境下工作。

技术领域

本实用新型涉及压电驱动技术和运载机器人技术领域，尤其涉及一种基于夹心式框架作动器的轨道运载系统。

背景技术

磁约束核聚变试验过程中，托卡马克装置在强磁场、超大电流、超低温、极高温、高热负载等极端工况下运行，装置内各部件的强度、刚度、寿命经受严酷的考验。托卡马克装置的真空室在试验过程中遭受不同程度的高能中子辐射，直接面对等离子体的真空室内壁更容易产生表面腐蚀、结构材料活化以及材料特性改变，导致部件功能衰变和丧失，因此对于真空室内壁的进行定期的检测和维护时保证核聚变试验正常进行的一项必要工作。现有核聚变环境机器人主要有悬臂式多关节机器人和有轨式运载机器人，目前存在的问题主要是机器人系统通常采用电磁机配合谐波减速器或者齿轮进行驱动与控制，难以适应托卡马克装置内的极端环境，机器人系统的可靠性和可控性难以保障。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供基于夹心式框架作动器的轨道运载系统。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

基于夹心式框架作动器的轨道运载系统，包含轨道和若干夹心式框架作动器；

所述夹心式框架作动器包含第一至第四T形梁、第一至第四连接螺栓、第一至第四压电元件组、第一至第四驱动足和预紧机构；

所述第一至第四T形梁均包含第一支梁和第二支梁，其中，第一支梁、第二支梁均为长方体，第二支梁的一端和所述第一支梁的中点垂直固连；所述第一、第三T形梁的第一支梁沿其轴线方向设有螺纹孔，第一、第三T形梁的第二支梁沿其轴线方向设有通孔，第二、第四T形梁的第一支梁沿其轴线方向设有通孔，第二、第四T形梁的第二支梁沿其轴线方向设有螺纹孔；

所述第一至第四压电元件组均包含2x个中心设有通孔的矩形压电元件，x为大于等于1的整数；

所述第一连接螺栓和第一T形梁第二支梁的通孔相连且依次穿过第一T形梁第二支梁的通孔、第一压电元件组中各个矩形压电元件中心的通孔后和所述第四T形梁第二支梁一端的螺纹孔相连，将第一压电元件组固定在第一T形梁的第二支梁、第四T形梁的第二支梁之间；

所述第二连接螺栓和第二T形梁第一支梁的通孔相连且依次穿过第二T形梁第一支梁的通孔、第二压电元件组中各个矩形压电元件中心的通孔后和所述第一T形梁第一支梁一端的螺纹孔螺纹相连，将第二压电元件组固定在第二T形梁的第一支梁、第一T形梁的第一支梁之间；

所述第三连接螺栓和第三T形梁第二支梁的通孔相连且依次穿过第三T形梁第二支梁的通孔、第三压电元件组中各个矩形压电元件中心的通孔后和所述第二T形梁第二支梁一端的螺纹孔螺纹相连，将第三压电元件组固定在第三T形梁的第二支梁、第二T形梁的第二支梁之间；

所述第四连接螺栓和第四T形梁第一支梁的通孔相连且依次穿过第四T形梁第一支梁的通孔、第四压电元件组中各个矩形压电元件中心的通孔后和所述第三T形梁第一支梁一端的螺纹孔螺纹相连，将第四压电元件组固定在第四T形梁的第一支梁、第三T形梁的第一支梁之间；