一種超聲波高精度直線位移裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種精密機(jī)械平臺(tái)裝置，特別是涉及一種超聲波高精度直線位移裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的直線位移機(jī)構(gòu)大部分都是電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過絲杠螺母從旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換成直線運(yùn)動(dòng)或用直線電機(jī)，難以同時(shí)具有大行程、高精度的特點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種超聲波高精度直線位移裝置，該裝置利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)激發(fā)超聲振動(dòng)，借助彈性體諧振放大，通過摩擦耦合產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)，直接驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)，并通過安裝在工作臺(tái)上面的積層壓電元件直線微動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)納米精度。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種超聲波高精度直線位移裝置，所述裝置包括導(dǎo)軌、工作臺(tái)、陶瓷耐磨涂層、底座、地腳、測(cè)距儀器、振子底座、螺栓預(yù)緊機(jī)構(gòu)、自鎖螺母、預(yù)緊機(jī)構(gòu)底座固定螺母、振子底座固定螺母、直線微動(dòng)滑臺(tái)、振子；單邊雙足縱彎振子驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)，振子內(nèi)部安裝了壓電陶瓷片；底座上面安裝了導(dǎo)軌、振子底座和螺栓預(yù)緊機(jī)構(gòu)；導(dǎo)軌上面有工作臺(tái)，工作臺(tái)上面安裝了直線微動(dòng)滑臺(tái)，工作臺(tái)側(cè)面有振子。
[0005]所述的一種超聲波高精度直線位移裝置，所述振子包括足子、縱振壓電陶瓷、彎振壓電陶瓷、振子主軸、外環(huán)套、螺釘、螺栓、彈簧墊、圓環(huán)隔套。
[0006]所述的一種超聲波高精度直線位移裝置，所述振子主軸中間有軸肩，兩端有螺紋孔，軸肩中心線兩側(cè)是對(duì)稱的；軸肩兩側(cè)軸向裝各2片圓環(huán)型縱向壓電陶瓷及裝圓環(huán)隔套，裝設(shè)彎振壓電陶瓷及外環(huán)套，用螺栓通過彈簧墊固定。
[0007]所述的一種超聲波高精度直線位移裝置，所述足子插進(jìn)外環(huán)套，用螺釘固定；直線微動(dòng)滑臺(tái)包括積層壓電陶瓷、壓電陶瓷架、連接螺釘、微動(dòng)滑臺(tái)；積層壓電陶瓷和微型滑臺(tái)通過一聯(lián)接螺釘連接在一起。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是:
本發(fā)明工件在工作臺(tái)時(shí)，位移精度能達(dá)到微米精度，工件在直線微動(dòng)機(jī)構(gòu)上面時(shí)，位移精度能達(dá)到納米精度。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的超聲波高精密直線工作臺(tái)主視圖；
圖2是本發(fā)明的超聲波高精密直線工作臺(tái)左視圖；
圖3是本發(fā)明的超聲波高精密直線工作臺(tái)俯視圖；
圖4是超聲波振動(dòng)子結(jié)構(gòu)圖；
圖5是微動(dòng)機(jī)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0010]本發(fā)明超聲波高精度直線工作臺(tái)包括1.導(dǎo)軌，2.工作臺(tái)，3.陶瓷耐磨涂層，4.底座，5.地腳，6.測(cè)距儀器，7.振子底座，8.螺栓預(yù)緊機(jī)構(gòu)，9.自鎖螺母，10.預(yù)緊機(jī)構(gòu)底座固定螺母，11.振子底座固定螺母，12.直線微動(dòng)滑臺(tái)，13.振子。單邊雙足縱彎振子驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)，振子內(nèi)部安裝了壓電陶瓷片。當(dāng)對(duì)振子內(nèi)部分別用于激發(fā)縱振和彎振的壓電陶瓷片施加具有適當(dāng)頻率和相位差的電壓時(shí)，這兩種振動(dòng)的疊加使振子驅(qū)動(dòng)足的表面質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生橢圓運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)工作臺(tái)沿導(dǎo)軌往一個(gè)方向作直線運(yùn)動(dòng)，改變驅(qū)動(dòng)電源的相位差，就可以改變工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方向。
[0011]在圖1，2，3中，底座4上面安裝了導(dǎo)軌1、振子底座7和螺栓預(yù)緊機(jī)構(gòu)8。在導(dǎo)軌1上面有工作臺(tái)2，工作臺(tái)上面安裝了直線微動(dòng)滑臺(tái)12，工作臺(tái)2側(cè)面有振子13，由螺栓預(yù)緊機(jī)構(gòu)8給振子預(yù)緊力。
[0012]在圖4所示的振子包括足子14，縱振壓電陶瓷15，彎振壓電陶瓷16，振子主軸17，外環(huán)套18，螺釘19，螺栓20，彈簧墊21，圓環(huán)隔套22等。振子主軸17中間有軸肩，兩端有螺紋孔，軸肩由中心線，兩側(cè)是對(duì)稱的。軸肩兩側(cè)軸向裝各2片圓環(huán)型縱向壓電陶瓷15，裝圓環(huán)隔套22，依次裝彎振壓電陶瓷16及外環(huán)套18，用螺栓20通過彈簧墊21固定。足子14插進(jìn)外環(huán)套18，用螺釘19固定?？v振壓電陶瓷15電極分極方向相同(軸向)，通過此壓電陶瓷產(chǎn)生縱向(軸向)振動(dòng)。產(chǎn)生彎曲振動(dòng)的壓電陶瓷片17是由兩個(gè)半圓環(huán)粘接組成，分極方向相反。當(dāng)加上高頻電壓時(shí)，一半圓變厚，一半圓變薄，所以能夠產(chǎn)生彎曲變形。這種壓電陶瓷片在軸向?qū)ΨQ裝了各2片。當(dāng)用2個(gè)高頻電源時(shí)，就可以分別控制縱向振動(dòng)和彎曲振動(dòng)。
[0013]圖5所示的直線微動(dòng)滑臺(tái)包括積層壓電陶瓷23，壓電陶瓷架24，連接螺釘25，微動(dòng)滑臺(tái)26等。積層壓電陶瓷23和微型滑臺(tái)26通過一聯(lián)接螺釘25連接在一起。納米定位精度由微型滑臺(tái)上面完成。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超聲波高精度直線位移裝置，其特征在于，所述裝置包括導(dǎo)軌、工作臺(tái)、陶瓷耐磨涂層、底座、地腳、測(cè)距儀器、振子底座、螺栓預(yù)緊機(jī)構(gòu)、自鎖螺母、預(yù)緊機(jī)構(gòu)底座固定螺母、振子底座固定螺母、直線微動(dòng)滑臺(tái)、振子；單邊雙足縱彎振子驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)，振子內(nèi)部安裝了壓電陶瓷片；底座(4)上面安裝了導(dǎo)軌(1)、振子底座(7)和螺栓預(yù)緊機(jī)構(gòu)(8);導(dǎo)軌(I)上面有工作臺(tái)(2 )，工作臺(tái)上面安裝了直線微動(dòng)滑臺(tái)(12 )，工作臺(tái)(2 )側(cè)面有振子(13 )。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲波高精度直線位移裝置，其特征在于，所述振子包括足子(14)、縱振壓電陶瓷(15)、彎振壓電陶瓷(16)、振子主軸(17)、外環(huán)套(18)、螺釘(19)、螺栓(20)、彈簧墊(21)、圓環(huán)隔套(22)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲波高精度直線位移裝置，其特征在于，所述振子主軸(17)中間有軸肩，兩端有螺紋孔，軸肩中心線兩側(cè)是對(duì)稱的；軸肩兩側(cè)軸向裝各2片圓環(huán)型縱向壓電陶瓷(15)及裝圓環(huán)隔套(22)，裝設(shè)彎振壓電陶瓷(16)及外環(huán)套(18)，用螺栓(20)通過彈簧墊(21)固定。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲波高精度直線位移裝置，其特征在于，所述足子(14)插進(jìn)外環(huán)套(18)，用螺釘(19)固定；直線微動(dòng)滑臺(tái)包括積層壓電陶瓷(23)、壓電陶瓷架(24)、連接螺釘(25)、微動(dòng)滑臺(tái)(26);積層壓電陶瓷(23)和微型滑臺(tái)(26)通過一聯(lián)接螺釘(25)連接在一起。
【專利摘要】一種超聲波高精度直線位移裝置，涉及一種精密機(jī)械平臺(tái)裝置，所述裝置包括導(dǎo)軌、工作臺(tái)、陶瓷耐磨涂層、底座、地腳、測(cè)距儀器、振子底座、螺栓預(yù)緊機(jī)構(gòu)、自鎖螺母、預(yù)緊機(jī)構(gòu)底座固定螺母、振子底座固定螺母、直線微動(dòng)滑臺(tái)、振子；單邊雙足縱彎振子驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)，振子內(nèi)部安裝了壓電陶瓷片；底座（4）上面安裝了導(dǎo)軌（1）、振子底座（7）和螺栓預(yù)緊機(jī)構(gòu)（8）；導(dǎo)軌（1）上面有工作臺(tái)（2），工作臺(tái)上面安裝了直線微動(dòng)滑臺(tái)（12），工作臺(tái)（2）側(cè)面有振子（13）；該裝置利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)激發(fā)超聲振動(dòng)，借助彈性體諧振放大，通過摩擦耦合產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)，直接驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)，并通過安裝在工作臺(tái)上面的積層壓電元件直線微動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)納米精度。
【IPC分類】H02N2/04
【公開號(hào)】CN105245129
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510743765
【發(fā)明人】白東哲
【申請(qǐng)人】沈陽大學(xué)
【公開日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年11月5日