一種非對稱壓電雙向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種非對稱壓電雙向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器，屬于壓電精密旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器。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)軸通過角接觸球軸承與底板轉(zhuǎn)動連接，旋轉(zhuǎn)主體與旋轉(zhuǎn)軸過盈配合，摩擦力調(diào)節(jié)裝置通過螺釘與旋轉(zhuǎn)軸固定，承載托盤下端通過過盈配合安裝有指針。摩擦力調(diào)節(jié)裝置通過改變承載量來實現(xiàn)。旋轉(zhuǎn)主體兩對角處的壓電雙晶片需分別施加電信號，由非對稱夾持的壓電雙晶片產(chǎn)生非對稱的慣性力矩，配合適當?shù)哪Σ亮?，分別實現(xiàn)順逆兩方向的旋轉(zhuǎn)。本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)雙向旋轉(zhuǎn)，采用對稱方波信號驅(qū)動，驅(qū)動電路簡單，整體機械結(jié)構(gòu)簡單，運動平穩(wěn)，輸出力大，輸出速度大，控制方便。
【專利說明】
一種非對稱壓電雙向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于壓電精密驅(qū)動技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種非對稱壓電雙向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的壓電慣性旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器主要是利用壓電元件的逆壓電效應(yīng)，采用非對稱波形激勵，形成雙向非對稱的慣性沖擊力，與摩擦力、適當機械結(jié)構(gòu)的配合，進而形成連續(xù)的定向運動。由于其體積小、分辨率高、易于控制、大行程等優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用于光學、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)動器可實現(xiàn)順時針或逆時針的單向旋轉(zhuǎn)運動，且運用壓電雙晶片作為驅(qū)動元件通常驅(qū)動力、運動速度較小，在實際應(yīng)用中有缺陷。
[0004]目前壓電慣性驅(qū)動器驅(qū)動信號常采用的非對稱電信號需通過設(shè)計復雜的電路系統(tǒng)來實現(xiàn)，成本較高、不利于微型化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的是提出一種非對稱壓電雙向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器，能實現(xiàn)雙向旋轉(zhuǎn)，提高了其實際應(yīng)用能力，本驅(qū)動器驅(qū)動力、運動速度較大;采用非對稱電信號，驅(qū)動電路簡單，實際應(yīng)用范圍更廣;且運用承載式的變摩擦力裝置來改變摩擦力，運行穩(wěn)定可控。
[0006]本實用新型所采用的技術(shù)方案是:旋轉(zhuǎn)軸6與主體塊702過盈配合，第一、二、三、四壓電雙晶片701、704、706、709的外伸端用第一螺栓710固定兩個相同的鐵質(zhì)量塊703構(gòu)成驅(qū)動臂，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通過第二螺栓707固定在L形夾持塊713上，4個驅(qū)動臂關(guān)于主體塊702的幾何中心對稱布置，并通過第三螺栓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通過與軸承I內(nèi)孔的過盈配合與基板2轉(zhuǎn)動連接。
[0007]所述雙向旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)是通過在主體塊702對角布置的具有非對稱夾持結(jié)構(gòu)的壓電振子實現(xiàn)的。驅(qū)動臂端部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現(xiàn)順時針或者逆時針的定向旋轉(zhuǎn)運動。
[0008]所述主體塊702長端側(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U形槽孔來水平移動，從而改變壓電振子偏置的距離，以此可以來改變輸出力和輸出速度。旋轉(zhuǎn)軸6上端通過過盈配合安裝有指針3，用于測量驅(qū)動器運動行程。
[0009]本實用新型旋轉(zhuǎn)主體與旋轉(zhuǎn)軸6過盈配合連接，旋轉(zhuǎn)軸6通過角接觸球軸承I與基板2轉(zhuǎn)動連接，裝配時更加方便。并且通過L形夾持塊713和第一夾持片711、第二夾持片708的配合設(shè)計了可調(diào)式的夾持差結(jié)構(gòu)，使驅(qū)動器能采用對稱激勵信號進行驅(qū)動。
[0010]本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)雙向旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動性能好，并且克服了復雜電路系統(tǒng)的缺點，運用對稱電信號作為驅(qū)動信號，使驅(qū)動電路簡單化，運用承載式的變摩擦力裝置，使摩擦力調(diào)節(jié)簡便，驅(qū)動過程穩(wěn)定，指針3的應(yīng)用也易于測量驅(qū)動器運動行程。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0012]圖2是本實用新型的旋轉(zhuǎn)主體俯視圖；
[0013]圖3是本實用新型的的主體塊結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本實用新型的實施方案作進一步說明:
[0015]如圖1所示，本實用新型是一種非對稱壓電雙向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器，其旋轉(zhuǎn)軸6與主體塊702過盈配合，運動時共同旋轉(zhuǎn)，壓電雙晶片的外伸端用第一螺栓710固定兩個相同的鐵質(zhì)量塊703構(gòu)成驅(qū)動臂，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通過第二螺栓707固定在L形夾持塊713上，4個驅(qū)動臂關(guān)于主體塊702的幾何中心對稱布置，形成可雙向旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，并通過第三螺栓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通過角接觸球軸承I與基板2轉(zhuǎn)動連接。
[0016]如圖1所示，裝配時，所述旋轉(zhuǎn)軸6上端過盈安裝有指針3，用于測量驅(qū)動器運動行程。所述托盤4幾何中心開沉孔，通過螺釘5固定于旋轉(zhuǎn)軸6上。可改變托盤上承載量來改變旋轉(zhuǎn)軸6與角接觸球軸承I之間的摩擦力，最終實現(xiàn)承載式的變摩擦力。
[0017]如圖2所示，本實用新型在裝配時，壓電振子的位置通過L形夾持塊713的固定位置來調(diào)節(jié)，以獲得合適的驅(qū)動力和運動速度。
[0018]如圖3所示，本實用新型工作時，采用兩路信號，驅(qū)動器將形成雙向旋轉(zhuǎn)運動。當給一對旋轉(zhuǎn)主體對角處的由非對稱夾持機構(gòu)夾持的第一、三壓電雙晶片701、706施加對稱方波激勵信號時，驅(qū)動臂在該信號下由于夾持差的存在產(chǎn)生非對稱的慣性力矩，實現(xiàn)驅(qū)動器的單向旋轉(zhuǎn)(逆時針旋轉(zhuǎn));當在另一對第二、四壓電雙晶片704、709施加對稱方波激勵信號，同樣由于夾持差的存在，會產(chǎn)生反向的非對稱慣性力矩，驅(qū)動器反向旋轉(zhuǎn)(順時針旋轉(zhuǎn))。
【主權(quán)項】
1.一種非對稱壓電雙向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器，其特征在于，旋轉(zhuǎn)軸(6)與主體塊(702)過盈配合，第一、二、三、四壓電雙晶片(701、704、706、709)的外伸端用第一螺栓(710)固定兩個相同的鐵質(zhì)量塊(703)構(gòu)成驅(qū)動臂，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)通過第二螺栓(707)固定在L形夾持塊(713)上，4個驅(qū)動臂關(guān)于主體塊(702)的幾何中心對稱布置，并通過第三螺栓(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)通過與軸承(I)內(nèi)孔的過盈配合與基板(2)轉(zhuǎn)動連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非對稱壓電雙向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器，其特征在于，其雙向旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)中主體塊(702)同側(cè)兩個驅(qū)動臂端部的L形夾持塊(713)相對布置，使其伸出端靠內(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現(xiàn)雙向旋轉(zhuǎn)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非對稱壓電雙向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器，其特征在于，所述主體塊(702)長端側(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U形槽孔來水平移動，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】H02N2/10GK205490232SQ201620045024
【公開日】2016年8月17日
【申請日】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
【申請人】浙江師范大學