【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及壓電馬達(dá)領(lǐng)域，特別涉及一種尺蠖式壓電馬達(dá)及其驅(qū)動(dòng)方法。
技術(shù)介紹
1、在傳統(tǒng)尺蠖式壓電馬達(dá)中，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為軸向形變陶瓷片、切向形變陶瓷片與柔性鉸鏈或彈性元件的組合。這種驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)動(dòng)子提供的夾持力有限，且壓電陶瓷片會(huì)承受剪切力，因而馬達(dá)能夠提供的推力有限，目前主流產(chǎn)品也只能提供幾十牛頓的最大推力也只有幾十牛頓。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于提供一種尺蠖式壓電馬達(dá)，該尺蠖式壓電馬達(dá)包括動(dòng)子和多個(gè)鉗位模塊。每個(gè)鉗位模塊包括柔性鉗位鉸鏈、導(dǎo)向架和壓電陶瓷。柔性鉗位鉸鏈沿著遠(yuǎn)離柔性鉗位鉸鏈中央的方向延伸的下斜坡部，導(dǎo)向架沿著遠(yuǎn)離導(dǎo)向架中央的方向延伸的上斜坡部。壓電陶瓷通電形變位移時(shí)，帶動(dòng)柔性鉗位鉸鏈的下斜坡部在斜坡空間內(nèi)與導(dǎo)向架的上斜坡部貼合，以使上斜坡部通過(guò)擠壓下斜坡部，給柔性鉗位鉸鏈?zhǔn)┘訅合騽?dòng)子的軸心的力，夾緊動(dòng)子，且通過(guò)壓電陶瓷形變的累積，使動(dòng)子移動(dòng)。
2、為解決上述問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)提供以下技術(shù)方案。
3、在第一方面中，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N尺蠖式壓電馬達(dá)，其包括：
4、動(dòng)子；
5、多個(gè)鉗位模塊，每個(gè)鉗位模塊包括：
6、柔性鉗位鉸鏈，所述柔性鉗位鉸鏈與動(dòng)子接觸，以?shī)A持所述動(dòng)子；柔性鉗位鉸鏈上沿著動(dòng)子的軸向的左、右端分別設(shè)置有沿著遠(yuǎn)離柔性鉗位鉸鏈中央的方向延伸的下斜坡部；所述柔性鉗位鉸鏈上設(shè)置有至少兩個(gè)第一容置空間；
7、導(dǎo)向架，所述導(dǎo)向架上設(shè)置第二容置空間，所述柔性鉗位鉸鏈套設(shè)于所述第二容置空間內(nèi)，所
8、至少兩塊壓電陶瓷，所述壓電陶瓷套設(shè)于所述第一容置空間內(nèi)，所述壓電陶瓷通電形變位移時(shí)，帶動(dòng)所述柔性鉗位鉸鏈的下斜坡部在所述斜坡空間內(nèi)與上斜坡部貼合，以使上斜坡部通過(guò)擠壓下斜坡部，給柔性鉗位鉸鏈?zhǔn)┘訅合騽?dòng)子的軸心的力，夾緊動(dòng)子，且通過(guò)壓電陶瓷形變的累積，使動(dòng)子移動(dòng)。
9、進(jìn)一步的，在上述尺蠖式壓電馬達(dá)中，所述動(dòng)子為段狀動(dòng)子或環(huán)狀動(dòng)子。
10、進(jìn)一步的，在上述尺蠖式壓電馬達(dá)中，所述下斜坡部設(shè)置于c字形截面的兩個(gè)自由端。
11、進(jìn)一步的，在上述尺蠖式壓電馬達(dá)中，所述尺蠖式壓電馬達(dá)包括：4個(gè)鉗位模塊，每?jī)蓚€(gè)鉗位模塊為一組，一組內(nèi)的鉗位模塊沿動(dòng)子的徑向相對(duì)設(shè)置；每個(gè)鉗位模塊的柔性鉗位鉸鏈上的左、右端各設(shè)置有一個(gè)第一容置空間，每個(gè)鉗位模塊的左端的第一容置空間內(nèi)套設(shè)有左壓電陶瓷，每個(gè)鉗位模塊的右端的第一容置空間內(nèi)套設(shè)有右壓電陶瓷。
12、進(jìn)一步的，在上述尺蠖式壓電馬達(dá)中，第一組的鉗位模塊的左壓電陶瓷被施加第一電壓信號(hào)，且第二組的鉗位模塊的左壓電陶瓷保持非供電狀態(tài)時(shí)，第一組鉗位模塊的柔性鉗位鉸鏈夾緊動(dòng)子并夾持動(dòng)子向左移動(dòng)；
13、第一組鉗位模塊的左壓電陶瓷放電，同時(shí)第二組鉗位模塊的左壓電陶瓷被施加第二電壓信號(hào)，第二組鉗位模塊的柔性鉗位鉸鏈夾緊動(dòng)子并夾持動(dòng)子繼續(xù)向左移動(dòng)；或者，
14、第一組的鉗位模塊的右壓電陶瓷被施加第一電壓信號(hào)，且第二組的鉗位模塊的右壓電陶瓷保持非供電狀態(tài)時(shí)，第一組鉗位模塊的柔性鉗位鉸鏈夾緊動(dòng)子并夾持動(dòng)子向右移動(dòng)；
15、第一組鉗位模塊的右壓電陶瓷放電，同時(shí)第二組鉗位模塊的右壓電陶瓷被施加第二電壓信號(hào)，第二組鉗位模塊的柔性鉗位鉸鏈夾緊動(dòng)子并夾持動(dòng)子繼續(xù)向右移動(dòng)。
16、進(jìn)一步的，在上述尺蠖式壓電馬達(dá)中，同一組的鉗位模塊的左壓電陶瓷被施加超前電壓信號(hào)，同一組的鉗位模塊的右壓電陶瓷被施加滯后電壓信號(hào)，且超前電壓信號(hào)與滯后電壓信號(hào)存在相位差，同一組鉗位模塊的柔性鉗位鉸鏈夾緊動(dòng)子并夾持動(dòng)子向左移動(dòng)；或者，
17、同一組的鉗位模塊的右壓電陶瓷被施加超前電壓信號(hào)，同一組的鉗位模塊的左壓電陶瓷被施加滯后電壓信號(hào)，且超前電壓信號(hào)與滯后電壓信號(hào)存在相位差，同一組鉗位模塊的柔性鉗位鉸鏈夾緊動(dòng)子并夾持動(dòng)子向右移動(dòng)。
18、進(jìn)一步的，在上述尺蠖式壓電馬達(dá)中，同一組鉗位模塊的左壓電陶瓷被施加不同供電電壓大小的電壓信號(hào)時(shí)，該組鉗位模塊的柔性鉗位鉸鏈夾緊動(dòng)子并夾持動(dòng)子向左進(jìn)行nm級(jí)移動(dòng)；
19、同一組鉗位模塊的右壓電陶瓷被施加不同供電電壓大小的電壓信號(hào)時(shí)，該組鉗位模塊的柔性鉗位鉸鏈夾緊動(dòng)子并夾持動(dòng)子向右進(jìn)行nm級(jí)移動(dòng)。
20、進(jìn)一步的，在上述尺蠖式壓電馬達(dá)中，每個(gè)鉗位模塊的左壓電陶瓷的正極施加壓電陶瓷最高工作電壓，每個(gè)鉗位模塊的右壓電陶瓷的負(fù)極接地，每個(gè)鉗位模塊的左壓電陶瓷的負(fù)極和右壓電陶瓷的正極通過(guò)連接線串接，電壓信號(hào)施加于連接線上。
21、進(jìn)一步的，在上述尺蠖式壓電馬達(dá)中，二組鉗位模塊，互相垂直設(shè)置或平行設(shè)置。
22、進(jìn)一步的，在上述尺蠖式壓電馬達(dá)中，所述柔性鉗位鉸鏈上的部分區(qū)域開(kāi)設(shè)有形變槽道。
23、進(jìn)一步的，在上述尺蠖式壓電馬達(dá)中，所述第一容置空間的尺寸大于壓電陶瓷的外輪廓尺寸，以為壓電陶瓷形預(yù)留形變伸長(zhǎng)的空間；所述第二容置空間的尺寸大于所述柔性鉗位鉸鏈的外輪廓尺寸，以為柔性鉗位鉸鏈預(yù)留形變伸長(zhǎng)的空間。
24、進(jìn)一步的，在上述尺蠖式壓電馬達(dá)中，所述柔性鉗位鉸鏈的夾持所述動(dòng)子的接觸面上設(shè)置有耐磨材料。
25、進(jìn)一步的，在上述尺蠖式壓電馬達(dá)中，所述耐磨材料包括：氧化鋯耐磨陶瓷片、氧化鋁耐磨陶瓷片和碳化硅耐磨陶瓷片中的任一種。
26、進(jìn)一步的，在上述尺蠖式壓電馬達(dá)中，還包括封閉所述動(dòng)子和鉗位模塊的殼體，所述殼體包括兩個(gè)互相配合的u型的上機(jī)殼和下機(jī)殼，每個(gè)上機(jī)殼和下機(jī)殼分別包括底壁和兩個(gè)連接在底壁上的側(cè)壁，兩個(gè)側(cè)壁相對(duì)設(shè)置；所述動(dòng)子的兩端從兩個(gè)上機(jī)殼和下機(jī)殼的底壁穿出。
27、進(jìn)一步的，在上述尺蠖式壓電馬達(dá)中，所述導(dǎo)向架與所述殼體連接固定。
28、進(jìn)一步的，在上述尺蠖式壓電馬達(dá)中，所述壓電陶瓷的形變方向與動(dòng)子運(yùn)動(dòng)方向一致。
29、在第二方面中，本申請(qǐng)?zhí)峁┤绲谝环矫嫠龅某唧妒綁弘婑R達(dá)的驅(qū)動(dòng)方法，可通過(guò)下述中驅(qū)動(dòng)模式一、驅(qū)動(dòng)模式二和驅(qū)動(dòng)模式三中的任意一種驅(qū)動(dòng)模式來(lái)驅(qū)動(dòng)所述尺蠖式壓電馬達(dá)：
30、驅(qū)動(dòng)模式一：步進(jìn)模式；
31、在第一時(shí)間段內(nèi)，使至少兩塊壓電陶瓷中的一塊通電，驅(qū)動(dòng)動(dòng)子朝著第一方向移動(dòng)，在第二時(shí)間段，使所述至少兩塊壓電陶瓷中的另一塊通電，而已經(jīng)通電的壓電陶瓷則保持放電狀態(tài)，使得動(dòng)子朝著第二方向移動(dòng)，該第二方向與第一方向相反；
32、驅(qū)動(dòng)模式二：連續(xù)運(yùn)動(dòng)模式；
33、以?xún)陕肪哂幸欢ㄏ辔徊畹闹芷谛噪妷盒盘?hào)分別驅(qū)動(dòng)所述至少兩塊壓電陶瓷，使得動(dòng)子進(jìn)行連續(xù)移動(dòng)；
34、驅(qū)動(dòng)模式三：電壓模式；
35、同時(shí)對(duì)所述至少兩塊壓電陶瓷通電，通過(guò)控制該供電電壓的大小，使動(dòng)子產(chǎn)生微量位移以達(dá)到nm級(jí)定位精度。
36、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專(zhuān)利技術(shù)包括：動(dòng)子；多本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種尺蠖式壓電馬達(dá)，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的尺蠖式壓電馬達(dá)，其特征在于，所述動(dòng)子為段狀動(dòng)子或環(huán)狀動(dòng)子；
3.如權(quán)利要求1所述的尺蠖式壓電馬達(dá)，其特征在于，所述尺蠖式壓電馬達(dá)包括：4個(gè)鉗位模塊，每?jī)蓚€(gè)鉗位模塊為一組，一組內(nèi)的鉗位模塊沿動(dòng)子的徑向相對(duì)設(shè)置；每個(gè)鉗位模塊的柔性鉗位鉸鏈上的左、右端各設(shè)置有一個(gè)第一容置空間，每個(gè)鉗位模塊的左端的第一容置空間內(nèi)套設(shè)有左壓電陶瓷，每個(gè)鉗位模塊的右端的第一容置空間內(nèi)套設(shè)有右壓電陶瓷。
4.如權(quán)利要求3所述的尺蠖式壓電馬達(dá)，其特征在于，第一組的鉗位模塊的左壓電陶瓷被施加第一電壓信號(hào)，且第二組的鉗位模塊的左壓電陶瓷保持非供電狀態(tài)時(shí)，第一組鉗位模塊的柔性鉗位鉸鏈夾緊動(dòng)子并夾持動(dòng)子向左移動(dòng)；
5.如權(quán)利要求3所述的尺蠖式壓電馬達(dá)，其特征在于，同一組的鉗位模塊的左壓電陶瓷被施加超前電壓信號(hào)，同一組的鉗位模塊的右壓電陶瓷被施加滯后電壓信號(hào)，且超前電壓信號(hào)與滯后電壓信號(hào)存在相位差，同一組鉗位模塊的柔性鉗位鉸鏈夾緊動(dòng)子并夾持動(dòng)子向左移動(dòng)；或者，
6.如權(quán)利要求3所述的尺蠖式壓電馬達(dá)
7.如權(quán)利要求6所述的尺蠖式壓電馬達(dá)，其特征在于，每個(gè)鉗位模塊的左壓電陶瓷的正極施加壓電陶瓷最高工作電壓，每個(gè)鉗位模塊的右壓電陶瓷的負(fù)極接地，每個(gè)鉗位模塊的左壓電陶瓷的負(fù)極和右壓電陶瓷的正極通過(guò)連接線串接，電壓信號(hào)施加于連接線上。
8.如權(quán)利要求3所述的尺蠖式壓電馬達(dá)，其特征在于，二組鉗位模塊，互相垂直設(shè)置或平行設(shè)置；
9.如權(quán)利要求1所述的尺蠖式壓電馬達(dá)，其特征在于，還包括封閉所述動(dòng)子和鉗位模塊的殼體，所述殼體包括兩個(gè)互相配合的U型的上機(jī)殼和下機(jī)殼，每個(gè)上機(jī)殼和下機(jī)殼分別包括底壁和兩個(gè)連接在底壁上的側(cè)壁，兩個(gè)側(cè)壁相對(duì)設(shè)置；所述動(dòng)子的兩端從兩個(gè)上機(jī)殼和下機(jī)殼的底壁穿出；
10.如權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的尺蠖式壓電馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，可通過(guò)下述中驅(qū)動(dòng)模式一、驅(qū)動(dòng)模式二和驅(qū)動(dòng)模式三中的任意一種驅(qū)動(dòng)模式來(lái)驅(qū)動(dòng)所述尺蠖式壓電馬達(dá)：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種尺蠖式壓電馬達(dá)，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的尺蠖式壓電馬達(dá)，其特征在于，所述動(dòng)子為段狀動(dòng)子或環(huán)狀動(dòng)子；
3.如權(quán)利要求1所述的尺蠖式壓電馬達(dá)，其特征在于，所述尺蠖式壓電馬達(dá)包括：4個(gè)鉗位模塊，每?jī)蓚€(gè)鉗位模塊為一組，一組內(nèi)的鉗位模塊沿動(dòng)子的徑向相對(duì)設(shè)置；每個(gè)鉗位模塊的柔性鉗位鉸鏈上的左、右端各設(shè)置有一個(gè)第一容置空間，每個(gè)鉗位模塊的左端的第一容置空間內(nèi)套設(shè)有左壓電陶瓷，每個(gè)鉗位模塊的右端的第一容置空間內(nèi)套設(shè)有右壓電陶瓷。
4.如權(quán)利要求3所述的尺蠖式壓電馬達(dá)，其特征在于，第一組的鉗位模塊的左壓電陶瓷被施加第一電壓信號(hào)，且第二組的鉗位模塊的左壓電陶瓷保持非供電狀態(tài)時(shí)，第一組鉗位模塊的柔性鉗位鉸鏈夾緊動(dòng)子并夾持動(dòng)子向左移動(dòng)；
5.如權(quán)利要求3所述的尺蠖式壓電馬達(dá)，其特征在于，同一組的鉗位模塊的左壓電陶瓷被施加超前電壓信號(hào)，同一組的鉗位模塊的右壓電陶瓷被施加滯后電壓信號(hào)，且超前電壓信號(hào)與滯后電壓信號(hào)存在相位差，同一組鉗位模塊的柔性鉗位鉸鏈夾緊動(dòng)子并夾持動(dòng)子向左移動(dòng)；或者，
6.如...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孫源，薛世龍，李青松，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：銳云威科技上海有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
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