一種疊堆式壓電陶瓷驅(qū)動器的楔塊預(yù)緊機(jī)構(gòu)及其預(yù)緊方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種疊堆式壓電陶瓷驅(qū)動器的楔塊預(yù)緊機(jī)構(gòu)，包括平臺、疊堆式壓電陶瓷驅(qū)動器、基座、從動楔塊、螺紋調(diào)節(jié)桿、主動楔塊以及推拉塊，平臺上有凹槽，基座具有容納槽，容納槽在基座一側(cè)壁上具有開口，從動楔塊滑動連接于開口中，容納槽頂部有螺紋通孔，螺紋調(diào)整部旋進(jìn)螺紋通孔中，主動楔塊開設(shè)有通槽，推拉塊設(shè)置于通槽中，螺紋調(diào)節(jié)桿連接部與推拉塊連接，從動楔塊與主動楔塊上分別設(shè)有斜面，兩斜面相接觸。本發(fā)明還公開了使用上述楔塊預(yù)緊機(jī)構(gòu)預(yù)緊的方法。通過旋轉(zhuǎn)螺紋調(diào)節(jié)桿推動主動楔塊運(yùn)動，進(jìn)而推動與之相接觸的從動楔塊運(yùn)動以實現(xiàn)對疊堆式壓電陶瓷驅(qū)動器的預(yù)緊，調(diào)整及維護(hù)簡便、預(yù)緊平穩(wěn)、可控雙向連續(xù)調(diào)節(jié)以及安裝拆卸方便。
【專利說明】一種疊堆式壓電陶瓷驅(qū)動器的楔塊預(yù)緊機(jī)構(gòu)及其預(yù)緊方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種預(yù)緊機(jī)構(gòu)，特別涉及一種疊堆式壓電陶瓷驅(qū)動器的楔塊預(yù)緊機(jī)構(gòu)及其預(yù)緊方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在精密定位和精密操作系統(tǒng)中常使用疊堆式壓電陶瓷驅(qū)動器，壓電陶瓷的安裝對平臺的性能具有很大的影響，使用楔塊預(yù)緊機(jī)構(gòu)對疊堆式壓電陶瓷驅(qū)動器進(jìn)行預(yù)緊可消除壓電陶瓷驅(qū)動器和平臺間的間隙。但預(yù)緊過度易使平臺超過最大的行程，嚴(yán)重則導(dǎo)致精密定位平臺中一些薄弱部分的損壞，預(yù)緊不足則無法起到消除間隙的目的。已有的楔塊預(yù)緊機(jī)構(gòu)存在下列問題:1、有的不能連續(xù)調(diào)節(jié)預(yù)緊的程度；2、有的安裝拆卸時需使用特殊的工具進(jìn)行輔助，使用不方便；3、有的楔塊預(yù)緊機(jī)構(gòu)需要在平臺上加工螺釘孔，影響了平臺整體應(yīng)力分布。
[0003]公布號:CN102954323A的發(fā)明專利公開了一種用于柔順機(jī)構(gòu)微動平臺的可控楔塊預(yù)緊機(jī)構(gòu)，其存在以下不足:1、只能連續(xù)增加預(yù)緊量，當(dāng)要減小預(yù)緊量時只能實現(xiàn)解除自鎖，不能實現(xiàn)連續(xù)減小預(yù)緊量，因此，必須將楔塊預(yù)緊機(jī)構(gòu)整體從平臺拆下復(fù)位，再重新增加到需要的預(yù)緊程度，故只能單向調(diào)節(jié)，使用不方便；2、使用千分尺控制預(yù)緊量的調(diào)節(jié)，但千分尺價格較昂貴；3、楔塊預(yù)緊機(jī)構(gòu)用拉簧作為主動楔塊的復(fù)位裝置，這種設(shè)計不緊湊且受基座里的空腔限制難以制造和安裝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于為解決上述技術(shù)問題，提供一種使用簡便、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、安裝拆卸方便、造價低、與平臺結(jié)構(gòu)相互獨(dú)立、易于控制調(diào)整量且可雙向連續(xù)調(diào)節(jié)的疊堆式壓電陶瓷驅(qū)動器的楔塊預(yù)緊機(jī)構(gòu)。
[0005]本發(fā)明的另一目的在于提供一種使用上述疊堆式壓電陶瓷驅(qū)動器的楔塊預(yù)緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行預(yù)緊的方法。
[0006]本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):一種疊堆式壓電陶瓷驅(qū)動器的楔塊預(yù)緊機(jī)構(gòu)，包括平臺、疊堆式壓電陶瓷驅(qū)動器、基座、從動楔塊、螺紋調(diào)節(jié)桿、主動楔塊以及推拉塊，平臺上有凹槽，疊堆式壓電陶瓷驅(qū)動器、從動楔塊以及基座設(shè)置于凹槽中，凹槽一側(cè)壁與疊堆式壓電陶瓷驅(qū)動器輸出端相接，基座一側(cè)與凹槽另一側(cè)壁相接，基座具有容納槽，容納槽在基座一側(cè)壁上具有開口，從動楔塊滑動連接于開口中，從動楔塊一側(cè)面與疊堆式壓電陶瓷驅(qū)動器相接，容納槽頂部攻有螺紋通孔，螺紋調(diào)節(jié)桿包括上端的螺紋調(diào)整部和下端的連接部，螺紋調(diào)整部旋進(jìn)螺紋通孔中，螺紋調(diào)節(jié)桿下端的連接部伸進(jìn)容納槽中，主動楔塊開設(shè)有通槽，推拉塊設(shè)置于通槽中，通槽上端開設(shè)有導(dǎo)孔，所述連接部穿過導(dǎo)孔并與推拉塊連接，從動楔塊另一側(cè)面與主動楔塊一側(cè)面上分別設(shè)有斜面，兩斜面相接觸，主動楔塊另一側(cè)面與容納槽槽壁相接觸。
[0007]作為優(yōu)選的方案進(jìn)一步的，還設(shè)置有拉簧，拉簧一端與從動楔塊連接，拉簧另一端與基座相連。
[0008]作為優(yōu)選的方案進(jìn)一步的，容納槽內(nèi)側(cè)壁底部設(shè)有凸臺，所述凸臺側(cè)面與拉簧連接，凸臺高出于拉簧外徑。
[0009]作為優(yōu)選的方案進(jìn)一步的，還包括圓錐銷，螺紋調(diào)節(jié)桿的連接部直徑小于螺紋調(diào)整部直徑，所述推拉塊豎向開設(shè)有豎孔，橫向開設(shè)有橫孔，豎孔與橫孔相導(dǎo)通，所述連接部徑向開設(shè)有銷釘孔，連接部穿接于豎孔中，所述圓錐銷穿接于橫孔和銷釘孔中。
[0010]作為優(yōu)選的方案進(jìn)一步的，主動楔塊的寬度由上端向下端減小，從動楔塊的寬度由下端向上端減小。
[0011]作為優(yōu)選的方案進(jìn)一步的，所述從動楔塊與開口之間為間隙配合。
[0012]作為優(yōu)選的方案進(jìn)一步的，主動楔塊和從動楔塊斜面的傾斜角度相同，斜面傾角為 81.5。~87°。
[0013]作為優(yōu)選的方案進(jìn)一步的，所述螺紋通孔上表面設(shè)有刻度表。
[0014]一種疊堆式壓電陶瓷驅(qū)動器的預(yù)緊方法，使用上述疊堆式壓電陶瓷驅(qū)動器的楔塊預(yù)緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行預(yù)緊，調(diào)整時通過旋轉(zhuǎn)螺紋調(diào)節(jié)桿使主動楔塊向下運(yùn)動，推動與其斜面相接觸的從動楔塊對疊堆式壓電陶瓷驅(qū)動器進(jìn)行預(yù)緊，需要減小其預(yù)緊量時，反向轉(zhuǎn)動螺紋調(diào)節(jié)桿使主動楔塊向上運(yùn)動，此時，從動楔塊解除自鎖，在拉簧的回復(fù)力作用下減小其預(yù)緊量。
[0015]作為優(yōu)選的方案進(jìn)一步的，增大或減小的預(yù)緊量通過下式控制:
[0016]
【權(quán)利要求】
1.一種疊堆式壓電陶瓷驅(qū)動器的楔塊預(yù)緊機(jī)構(gòu)，其特征在于:包括平臺、疊堆式壓電陶瓷驅(qū)動器、基座、從動楔塊、螺紋調(diào)節(jié)桿、主動楔塊以及推拉塊，平臺上有凹槽，疊堆式壓電陶瓷驅(qū)動器、從動楔塊以及基座設(shè)置于凹槽中，凹槽一側(cè)壁與疊堆式壓電陶瓷驅(qū)動器輸出端相接，基座一側(cè)與凹槽另一側(cè)壁相接，基座具有容納槽，容納槽在基座一側(cè)壁上具有開口，從動楔塊滑動連接于開口中，從動楔塊一側(cè)面與疊堆式壓電陶瓷驅(qū)動器相接，容納槽頂部攻有螺紋通孔，螺紋調(diào)節(jié)桿包括上端的螺紋調(diào)整部和下端的連接部，螺紋調(diào)整部旋進(jìn)螺紋通孔中，螺紋調(diào)節(jié)桿下端的連接部伸進(jìn)容納槽中，主動楔塊開設(shè)有通槽，推拉塊設(shè)置于通槽中，通槽上端開設(shè)有導(dǎo)孔，所述連接部穿過導(dǎo)孔并與推拉塊連接，從動楔塊另一側(cè)面與主動楔塊一側(cè)面上分別設(shè)有斜面，兩斜面相接觸，主動楔塊另一側(cè)面與容納槽槽壁相接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述疊堆式壓電陶瓷驅(qū)動器的楔塊預(yù)緊機(jī)構(gòu)，其特征在于:還設(shè)置有拉簧，拉簧一端與從動楔塊連接，拉簧另一端與基座相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述疊堆式壓電陶瓷驅(qū)動器的楔塊預(yù)緊機(jī)構(gòu)，其特征在于:容納槽內(nèi)側(cè)壁底部設(shè)有凸臺，所述凸臺側(cè)面與拉簧連接，凸臺高出于拉簧外徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述疊堆式壓電陶瓷驅(qū)動器的楔塊預(yù)緊機(jī)構(gòu)，其特征在于:還包括圓錐銷，螺紋調(diào)節(jié)桿的連接部直徑小于螺紋調(diào)整部直徑，所述推拉塊豎向開設(shè)有豎孔，橫向開設(shè)有橫孔，豎孔與橫孔相導(dǎo)通，所述連接部徑向開設(shè)有銷釘孔，連接部穿接于豎孔中，所述圓錐銷穿接于橫孔和銷釘孔中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述疊堆式壓電陶瓷驅(qū)動器的楔塊預(yù)緊機(jī)構(gòu)，其特征在于:主動楔塊的寬度由上端向下端減小，從動楔塊的寬度由下端向上端減小。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述疊堆式壓電陶瓷驅(qū)動器的楔塊預(yù)緊機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述從動楔塊與開口之間為間隙配合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述疊堆式壓電陶瓷驅(qū)動器的楔塊預(yù)緊機(jī)構(gòu)，其特征在于:主動楔塊和從動楔塊斜面的傾斜角度相同，斜面傾角為81.5°~87°。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述疊堆式壓電陶瓷驅(qū)動器的楔塊預(yù)緊機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述螺紋通孔上表面設(shè)有刻度表。
9.一種用于疊堆式壓電陶瓷驅(qū)動器的預(yù)緊方法，其特征在于:使用權(quán)利要求2-8任一所述疊堆式壓電陶瓷驅(qū)動器的楔塊預(yù)緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行預(yù)緊，調(diào)整時通過旋轉(zhuǎn)螺紋調(diào)節(jié)桿使主動楔塊向下運(yùn)動，推動與其斜面相接觸的從動楔塊對疊堆式壓電陶瓷驅(qū)動器進(jìn)行預(yù)緊，需要減小其預(yù)緊量時，反向轉(zhuǎn)動螺紋調(diào)節(jié)桿使主動楔塊向上運(yùn)動，此時，從動楔塊解除自鎖，在拉簧的回復(fù)力作用下減小其預(yù)緊量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述用于疊堆式壓電陶瓷驅(qū)動器的預(yù)緊方法，其特征在于:增大或減小的預(yù)緊量通過下式控制:

I = n.P coi O

360° 式中，I表示增大或減小的預(yù)緊量；P表示螺紋調(diào)節(jié)桿旋轉(zhuǎn)的角度；n表示螺紋調(diào)節(jié)桿螺紋的線數(shù)；P表示螺紋調(diào)節(jié)桿的螺距；Θ表示主動楔塊或從動楔塊的斜面傾角。
【文檔編號】F16B2/14GK103671374SQ201310700543
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】張憲民, 陳為林, 朱本亮 申請人:華南理工大學(xué)