一種非對(duì)稱壓電雙向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種非對(duì)稱壓電雙向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器，屬于壓電精密旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器。其組成包括：底座、軸承、旋轉(zhuǎn)軸、旋轉(zhuǎn)主體、指針及摩擦力調(diào)節(jié)裝置。旋轉(zhuǎn)軸通過(guò)角接觸球軸承與底板轉(zhuǎn)動(dòng)連接，旋轉(zhuǎn)主體與旋轉(zhuǎn)軸過(guò)盈配合，摩擦力調(diào)節(jié)裝置通過(guò)螺釘與旋轉(zhuǎn)軸固定，承載托盤下端通過(guò)過(guò)盈配合安裝有指針。摩擦力調(diào)節(jié)裝置通過(guò)改變承載量來(lái)實(shí)現(xiàn)。旋轉(zhuǎn)主體兩對(duì)角處的壓電雙晶片需分別施加電信號(hào)，由非對(duì)稱夾持的壓電雙晶片產(chǎn)生非對(duì)稱的慣性力矩，配合適當(dāng)?shù)哪Σ亮?，分別實(shí)現(xiàn)順逆兩方向的旋轉(zhuǎn)。本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)雙向旋轉(zhuǎn)，采用對(duì)稱方波信號(hào)驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，整體機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，輸出力大，輸出速度大，控制方便。
【專利說(shuō)明】
一種非對(duì)稱壓電雙向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于壓電精密驅(qū)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種非對(duì)稱壓電雙向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的壓電慣性旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器主要是利用壓電元件的逆壓電效應(yīng)，采用非對(duì)稱波形激勵(lì)，形成雙向非對(duì)稱的慣性沖擊力，與摩擦力、適當(dāng)機(jī)械結(jié)構(gòu)的配合，進(jìn)而形成連續(xù)的定向運(yùn)動(dòng)。由于其體積小、分辨率高、易于控制、大行程等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于光學(xué)、電子、航空航天、超精密加工、仿生醫(yī)療等方面。
[0003]通常的壓電慣性旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器可實(shí)現(xiàn)順時(shí)針或逆時(shí)針的單向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)用壓電雙晶片作為驅(qū)動(dòng)元件通常驅(qū)動(dòng)力、運(yùn)動(dòng)速度較小，在實(shí)際應(yīng)用中有缺陷。
[0004]目前壓電慣性驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)信號(hào)常采用的非對(duì)稱電信號(hào)需通過(guò)設(shè)計(jì)復(fù)雜的電路系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，成本較高、不利于微型化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是提出一種非對(duì)稱壓電雙向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器，能實(shí)現(xiàn)雙向旋轉(zhuǎn)，提高了其實(shí)際應(yīng)用能力，本驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)力、運(yùn)動(dòng)速度較大;采用非對(duì)稱電信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，實(shí)際應(yīng)用范圍更廣;且運(yùn)用承載式的變摩擦力裝置來(lái)改變摩擦力，運(yùn)行穩(wěn)定可控。
[0006]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:旋轉(zhuǎn)軸6與主體塊702過(guò)盈配合，第一、二、三、四壓電雙晶片701、704、706、709的外伸端用第一螺栓710固定兩個(gè)相同的鐵質(zhì)量塊703構(gòu)成驅(qū)動(dòng)臂，另一端由兩片相同的夾持片，第一夾持片711和第二夾持片708通過(guò)第二螺栓707固定在L形夾持塊713上，4個(gè)驅(qū)動(dòng)臂關(guān)于主體塊702的幾何中心對(duì)稱布置，并通過(guò)第三螺栓712同主體塊702固定，共同構(gòu)成雙向旋轉(zhuǎn)主體，其中壓電振子距旋轉(zhuǎn)軸6軸心的距離可調(diào)，托盤4中心開沉孔，通過(guò)螺釘5與旋轉(zhuǎn)軸6連接，構(gòu)成承載裝置，旋轉(zhuǎn)軸6通過(guò)與軸承I內(nèi)孔的過(guò)盈配合與基板2轉(zhuǎn)動(dòng)連接。
[0007]所述雙向旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)是通過(guò)在主體塊702對(duì)角布置的具有非對(duì)稱夾持結(jié)構(gòu)的壓電振子實(shí)現(xiàn)的。驅(qū)動(dòng)臂端部L形夾持塊713均朝向旋轉(zhuǎn)軸6側(cè)，壓電雙晶片通過(guò)第一夾持片711和第二夾持片708夾持在L形夾持塊713的外側(cè)，對(duì)角側(cè)第一、三壓電雙晶片701、706和第二、四壓電雙晶片704、709的分別配合使用可實(shí)現(xiàn)順時(shí)針或者逆時(shí)針的定向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0008]所述主體塊702長(zhǎng)端側(cè)面開有U形槽，壓電雙晶片振子在主體塊702上的位置可通過(guò)U形槽孔來(lái)水平移動(dòng)，從而改變壓電振子偏置的距離，以此可以來(lái)改變輸出力和輸出速度。旋轉(zhuǎn)軸6上端通過(guò)過(guò)盈配合安裝有指針3，用于測(cè)量驅(qū)動(dòng)器運(yùn)動(dòng)行程。
[0009]本實(shí)用新型旋轉(zhuǎn)主體與旋轉(zhuǎn)軸6過(guò)盈配合連接，旋轉(zhuǎn)軸6通過(guò)角接觸球軸承I與基板2轉(zhuǎn)動(dòng)連接，裝配時(shí)更加方便。并且通過(guò)L形夾持塊713和第一夾持片711、第二夾持片708的配合設(shè)計(jì)了可調(diào)式的夾持差結(jié)構(gòu)，使驅(qū)動(dòng)器能采用對(duì)稱激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
[0010]本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)雙向旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)性能好，并且克服了復(fù)雜電路系統(tǒng)的缺點(diǎn)，運(yùn)用對(duì)稱電信號(hào)作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單化，運(yùn)用承載式的變摩擦力裝置，使摩擦力調(diào)節(jié)簡(jiǎn)便，驅(qū)動(dòng)過(guò)程穩(wěn)定，指針3的應(yīng)用也易于測(cè)量驅(qū)動(dòng)器運(yùn)動(dòng)行程。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0012]圖2是本實(shí)用新型的旋轉(zhuǎn)主體俯視圖；
[0013]圖3是本實(shí)用新型的的主體塊結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方案作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0015]如圖1所示，本實(shí)用新型是一種非對(duì)稱壓電雙向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器，其旋轉(zhuǎn)軸6與主體塊702過(guò)盈配合，運(yùn)動(dòng)時(shí)共同旋轉(zhuǎn)，壓電雙晶片的外伸端用第一螺栓710固定兩個(gè)相同的鐵質(zhì)量塊703構(gòu)成驅(qū)動(dòng)臂，另一端由兩片相同的夾持片，第一夾持片711和第二夾持片708通過(guò)第二螺栓707固定在L形夾持塊713上，4個(gè)驅(qū)動(dòng)臂關(guān)于主體塊702的幾何中心對(duì)稱布置，形成可雙向旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，并通過(guò)第三螺栓712同主體塊702固定，共同構(gòu)成旋轉(zhuǎn)主體，其中壓電振子距旋轉(zhuǎn)軸6的距離可調(diào)。托盤4中心開沉孔，通過(guò)螺釘5與旋轉(zhuǎn)軸6連接，構(gòu)成承載裝置。旋轉(zhuǎn)軸6通過(guò)角接觸球軸承I與基板2轉(zhuǎn)動(dòng)連接。
[0016]如圖1所示，裝配時(shí)，所述旋轉(zhuǎn)軸6上端過(guò)盈安裝有指針3，用于測(cè)量驅(qū)動(dòng)器運(yùn)動(dòng)行程。所述托盤4幾何中心開沉孔，通過(guò)螺釘5固定于旋轉(zhuǎn)軸6上?？筛淖兺斜P上承載量來(lái)改變旋轉(zhuǎn)軸6與角接觸球軸承I之間的摩擦力，最終實(shí)現(xiàn)承載式的變摩擦力。
[0017]如圖2所示，本實(shí)用新型在裝配時(shí)，壓電振子的位置通過(guò)L形夾持塊713的固定位置來(lái)調(diào)節(jié)，以獲得合適的驅(qū)動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)速度。
[0018]如圖3所示，本實(shí)用新型工作時(shí)，采用兩路信號(hào)，驅(qū)動(dòng)器將形成雙向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)給一對(duì)旋轉(zhuǎn)主體對(duì)角處的由非對(duì)稱夾持機(jī)構(gòu)夾持的第一、三壓電雙晶片701、706施加對(duì)稱方波激勵(lì)信號(hào)時(shí)，驅(qū)動(dòng)臂在該信號(hào)下由于夾持差的存在產(chǎn)生非對(duì)稱的慣性力矩，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)器的單向旋轉(zhuǎn)(逆時(shí)針旋轉(zhuǎn));當(dāng)在另一對(duì)第二、四壓電雙晶片704、709施加對(duì)稱方波激勵(lì)信號(hào)，同樣由于夾持差的存在，會(huì)產(chǎn)生反向的非對(duì)稱慣性力矩，驅(qū)動(dòng)器反向旋轉(zhuǎn)(順時(shí)針旋轉(zhuǎn))。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種非對(duì)稱壓電雙向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，旋轉(zhuǎn)軸(6)與主體塊(702)過(guò)盈配合，第一、二、三、四壓電雙晶片(701、704、706、709)的外伸端用第一螺栓(710)固定兩個(gè)相同的鐵質(zhì)量塊(703)構(gòu)成驅(qū)動(dòng)臂，另一端由兩片相同的夾持片，第一夾持片(711)和第二夾持片(708)通過(guò)第二螺栓(707)固定在L形夾持塊(713)上，4個(gè)驅(qū)動(dòng)臂關(guān)于主體塊(702)的幾何中心對(duì)稱布置，并通過(guò)第三螺栓(712)同主體塊(702)固定，共同構(gòu)成雙向旋轉(zhuǎn)主體，其中壓電振子距旋轉(zhuǎn)軸(6)軸心的距離可調(diào)，托盤(4)中心開沉孔，通過(guò)螺釘(5)與旋轉(zhuǎn)軸(6)連接，構(gòu)成承載裝置，旋轉(zhuǎn)軸(6)通過(guò)與軸承(I)內(nèi)孔的過(guò)盈配合與基板(2)轉(zhuǎn)動(dòng)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非對(duì)稱壓電雙向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，其雙向旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)中主體塊(702)同側(cè)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)臂端部的L形夾持塊(713)相對(duì)布置，使其伸出端靠?jī)?nèi)，并與第一夾持片(711)和第二夾持片(708)配合作用，旋轉(zhuǎn)主體對(duì)角側(cè)第一、三壓電雙晶片(701、706)和第二、四壓電雙晶片(704、709)的分別配合使用可實(shí)現(xiàn)雙向旋轉(zhuǎn)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非對(duì)稱壓電雙向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述主體塊(702)長(zhǎng)端側(cè)面開有U形槽，壓電雙晶片振子在主體塊(702)上的位置可通過(guò)U形槽孔來(lái)水平移動(dòng)，從而改變壓電振子偏置的距離，以此可以改變輸出力和輸出速度。
【文檔編號(hào)】H02N2/10GK205490232SQ201620045024
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年1月7日
【發(fā)明人】程光明, 陳康, 溫建明, 邢春美, 莊千洋, 馮雄浩
【申請(qǐng)人】浙江師范大學(xué)