本實(shí)用新型涉及一種基于壓電纖維的直線驅(qū)動(dòng)器,屬于微納精密驅(qū)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

伴隨著精密超精密加工、電子學(xué)、生物技術(shù)、精密測(cè)量等領(lǐng)域的快速發(fā)展，對(duì)微納米精密驅(qū)動(dòng)技術(shù)的要求越來(lái)越高，各研究機(jī)構(gòu)也在積極對(duì)大行程、高精度的壓電驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行研究。大行程與高精度相互矛盾，如何較好地解決這個(gè)矛盾,實(shí)現(xiàn)大行程、高精度的壓電驅(qū)動(dòng)器已成為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。壓電纖維是一種新型的壓電材料，具有柔性大、質(zhì)量小，適合貼附于表面，較高的機(jī)電耦合系數(shù)，抗破壞能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可用于實(shí)現(xiàn)大行程、高精度的壓電驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為實(shí)現(xiàn)大行程、高精度的結(jié)合，本實(shí)用新型公開(kāi)一種基于壓電纖維的直線驅(qū)動(dòng)器。

本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于壓電纖維的直線驅(qū)動(dòng)器，由基座、預(yù)緊力加載平臺(tái)、定子、動(dòng)子組成,其中預(yù)緊力加載平臺(tái)和動(dòng)子安裝在基座上，定子固定安裝在預(yù)緊力加載平臺(tái)上，定子與動(dòng)子預(yù)緊接觸。定子包括柔順機(jī)構(gòu)、壓電纖維。通過(guò)給壓電纖維施加鋸齒波電信號(hào)，在緩慢變形階段，壓電纖維緩慢縮短，倒C形薄片柔順機(jī)構(gòu)伸展，曲率變小，使半圓柱驅(qū)動(dòng)頭產(chǎn)生-y向位移，通過(guò)柔順機(jī)構(gòu)連接梁II增大了半圓柱驅(qū)動(dòng)頭對(duì)動(dòng)子的正壓力，從而增加了摩擦力，同時(shí)產(chǎn)生-x向位移，產(chǎn)生-x向驅(qū)動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)動(dòng)子運(yùn)動(dòng)；在快速變形階段，壓電纖維快速伸長(zhǎng)，倒C形薄片柔順機(jī)構(gòu)快速回縮，曲率變大，降低了摩擦阻力，抑制動(dòng)子回退。

柔順機(jī)構(gòu)包括倒C形薄片柔順機(jī)構(gòu)、柔順機(jī)構(gòu)連接梁I、C形薄片柔順機(jī)構(gòu)、柔順機(jī)構(gòu)連接梁II、半圓柱驅(qū)動(dòng)頭、剛性基座。倒C形薄片柔順機(jī)構(gòu)、柔順機(jī)構(gòu)連接梁I、C形薄片柔順機(jī)構(gòu)、柔順機(jī)構(gòu)連接梁II逆時(shí)針圍成環(huán)，倒C形薄片柔順機(jī)構(gòu)的凹側(cè)中部連接剛性基座，凸側(cè)用于粘貼壓電纖維。半圓柱驅(qū)動(dòng)頭設(shè)置于柔順機(jī)構(gòu)連接梁II中部，與動(dòng)子接觸，用于驅(qū)動(dòng)動(dòng)子運(yùn)動(dòng)。

本實(shí)用新型的有益效果是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度高，行程大。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本實(shí)用新型的示意性實(shí)例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。

圖1所示為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2所示為本實(shí)用新型的定子結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3所示為本實(shí)用新型的柔順機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4所示為本實(shí)用新型的驅(qū)動(dòng)原理示意圖；

圖5所示為本實(shí)用新型的鋸齒波驅(qū)動(dòng)電信號(hào)波形示意圖。

其中：1、基座；2、預(yù)緊力加載平臺(tái)；3、定子；3-1、柔順機(jī)構(gòu)；3-1-1、倒C形薄片柔順機(jī)構(gòu)；3-1-2、柔順機(jī)構(gòu)連接梁I；3-1-3、C形薄片柔順機(jī)構(gòu)；3-1-4、柔順機(jī)構(gòu)連接梁II；3-1-5、半圓柱驅(qū)動(dòng)頭；3-1-6、剛性基座；3-2、壓電纖維；4、轉(zhuǎn)子。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的詳細(xì)內(nèi)容及其具體實(shí)施方式。

參見(jiàn)圖1至圖5所示，本實(shí)施方式提供一種基于壓電纖維的直線驅(qū)動(dòng)器的具體實(shí)施方案。所述的一種基于壓電纖維的直線驅(qū)動(dòng)器，由基座(1)、預(yù)緊力加載平臺(tái)(2)、定子(3)、動(dòng)子(4)組成,其中預(yù)緊力加載平臺(tái)(2)和動(dòng)子(4)安裝在基座(1)上，定子(3)固定安裝在預(yù)緊力加載平臺(tái)(2)上，定子(3)與動(dòng)子(4)預(yù)緊接觸。所述的定子(3)包括柔順機(jī)構(gòu)(3-1)、壓電纖維(3-2)。

所述的柔順機(jī)構(gòu)(3-1)包括倒C形薄片柔順機(jī)構(gòu)(3-1-1)、柔順機(jī)構(gòu)連接梁I(3-1-2)、C形薄片柔順機(jī)構(gòu)(3-1-3)、柔順機(jī)構(gòu)連接梁II(3-1-4)、半圓柱驅(qū)動(dòng)頭(3-1-5)、剛性基座(3-1-6)。所述的倒C形薄片柔順機(jī)構(gòu)(3-1-1)、柔順機(jī)構(gòu)連接梁I(3-1-2)、C形薄片柔順機(jī)構(gòu)(3-1-3)、柔順機(jī)構(gòu)連接梁II(3-1-4)逆時(shí)針圍成環(huán)，所述的倒C形薄片柔順機(jī)構(gòu)(3-1-1)的凹側(cè)中部連接剛性基座(3-1-6)，凸側(cè)用于粘貼壓電纖維(3-2)。所述的半圓柱驅(qū)動(dòng)頭(3-1-5)設(shè)置于柔順機(jī)構(gòu)連接梁II(3-1-4)中部，與動(dòng)子(4)彈性接觸，用于驅(qū)動(dòng)動(dòng)子(4)運(yùn)動(dòng)。

通過(guò)給壓電纖維(3-2)施加鋸齒波電信號(hào)，在0-t1緩慢變形階段，壓電纖維(3-2)緩慢縮短，倒C形薄片柔順機(jī)構(gòu)(3-1-1)伸展，曲率變小，使半圓柱驅(qū)動(dòng)頭(3-1-5)產(chǎn)生-y向位移，通過(guò)柔順機(jī)構(gòu)連接梁II(3-1-4)增大了半圓柱驅(qū)動(dòng)頭(3-1-5)對(duì)動(dòng)子(4)的正壓力，從而增加了摩擦力，同時(shí)產(chǎn)生-x向位移，產(chǎn)生-x向驅(qū)動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)動(dòng)子(4)運(yùn)動(dòng)；在t1-t2快速變形階段，壓電纖維(3-2)快速伸長(zhǎng)，倒C形薄片柔順機(jī)構(gòu)(3-1-1)快速回縮，曲率變大，降低了摩擦阻力，抑制動(dòng)子(4)回退。