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专利号: 2018100818013
申请人: 长春工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种水平双驱动型精密压电粘滑直线装置,其特征在于:该水平双驱动型精密压电粘滑直线装置包括斜拉式水平定子(1)、动子(2)、底座(3)、位移调节器(4)、燕尾平台(5)和燕尾平台限位条(6);其中,所述两个以压电叠堆(1-1)为驱动元件的斜拉式水平定子(1)并联固定在底座(3)上,所述动子(2)安装在燕尾平台(5)前端部,所述位移调节器(4)安装在底座(3)后端部,所述燕尾平台(5)安装在底座(3)上且限定在燕尾平台限位条(6)内,所述燕尾平台限位条(6)固定在底座(3)上;所述斜拉式水平定子(1)包括压电叠堆(1-1)、垫片(1-2)、固定螺栓(1-3)、菱形运动转换器(1-4)和预紧螺栓(1-5);所述垫片(1-2)和预紧螺栓(1-5)将压电叠堆(1-1)固定在菱形运动转换器(1-4)内;所述固定螺栓(1-3)固定安装斜拉式水平定子(1);所述菱形运动转换器(1-4)可采用5025铝合金、6061铝合金、7075铝合金、Ti-35A钛合金或Ti-13钛合金材料;所述菱形运动转换器(1-4)包括刚性连接横梁(1-4-

1)、垫片限位面(1-4-2)、固定螺栓安装孔(1-4-3)、预紧螺栓安装螺纹孔(1-4-4)、半圆形驱动足(1-4-5)和斜拉式运动转换梁(1-4-6);所述刚性连接横梁(1-4-1)首尾封闭连接构成菱形运动转换器(1-4)的主体框架;所述菱形运动转换器(1-4)左右两端设置有垫片限位面(1-4-2);所述菱形运动转换器(1-4)后端部设置有固定螺栓安装孔(1-4-3),通过固定螺栓(1-3)与铰链安装螺纹孔(3-8)的螺纹连接将菱形运动转换器(1-4)直接固定在底座(3)上;

所述菱形运动转换器(1-4)左右两端设置有预紧螺栓安装螺纹孔(1-4-4),所述预紧螺栓(1-5)安装在预紧螺栓安装螺纹孔(1-4-4)内;所述菱形运动转换器(1-4)顶端部设置有半圆形驱动足(1-4-5);所述斜拉式运动转换梁(1-4-6)由直梁(1-4-6-1)和斜梁(1-4-6-2)组成。

2.根据权利要求1所述一种水平双驱动型精密压电粘滑直线装置,其特征在于,所述动子(2)为双列交叉滚柱导轨,所述动子(2)包括固定导轨(2-1)、外围装置安装螺纹孔(2-2)、活动导轨(2-3)、限位螺栓(2-4)、导轨安装孔(2-5)、导轨固定螺栓(2-6)和滚柱保持架组件(2-7);所述外围装置安装螺纹孔(2-2)可与外围装置连接;所述滚柱保持架组件(2-7)分别与固定导轨(2-1)和活动导轨(2-3)接触;所述限位螺栓(2-4)安装在固定导轨(2-1)和活动导轨(2-3)两端;所述导轨安装孔(2-5)通过导轨固定螺栓(2-6)与导轨安装螺纹孔(5-4)螺纹连接将固定导轨(2-1)固定在燕尾平台(5)的导轨安装平面(5-3)上。

3.根据权利要求1所述一种水平双驱动型精密压电粘滑直线装置,其特征在于:所述底座(3)包括燕尾平台限位条安装槽(3-1)、燕尾平台安装平面(3-2)、位移调节器安装螺纹孔(3-3)、垫块(3-4)、底座安装孔(3-5)、铰链限位凸台(3-6)、铰链安装平面(3-7)和铰链安装螺纹孔(3-8);所述燕尾平台限位条安装槽(3-1)与燕尾平台限位条凸台(6-1)间隙配合;所述燕尾平台安装平面(3-2)与燕尾平台滑行面(5-6)接触;所述位移调节器安装螺纹孔(3-

3)安装位移调节器(4);所述垫块(3-4)可与其他外围装置进行接触;所述底座安装孔(3-5)可与其他外围装置进行固定安装;所述铰链限位凸台(3-6)限定菱形运动转换器(1-4)的安装位置;所述铰链安装平面(3-7)和铰链安装螺纹孔(3-8)固定安装菱形运动转换器(1-4)。

4.根据权利要求1所述一种水平双驱动型精密压电粘滑直线装置,其特征在于:所述位移调节器(4)包括调节螺杆(4-1)和解耦球头(4-2);所述调节螺杆(4-1)的外螺纹与位移调节器安装螺纹孔(3-3)的内螺纹进行螺纹连接配合;所述解耦球头(4-2)与位移调节器凹槽(5-8)接触。

5.根据权利要求1所述一种水平双驱动型精密压电粘滑直线装置,其特征在于:所述燕尾平台(5)包括锁紧螺钉安装螺纹孔(5-1)、锁紧螺钉(5-2)、导轨安装平面(5-3)、导轨安装螺纹孔(5-4)、位移调节器挡板(5-5)、燕尾平台滑行面(5-6)、燕尾斜面(5-7)和位移调节器凹槽(5-8);所述锁紧螺钉(5-2)安装在锁紧螺钉安装螺纹孔(5-1)内,所述锁紧螺钉(5-2)通过锁紧螺钉安装螺纹孔(5-1)后,与燕尾平台安装平面(3-2)接触;所述导轨安装平面(5-

3)和导轨安装螺纹孔(5-4)固定安装动子(2);所述位移调节器挡板(5-5)设置在燕尾平台(5)的后端部,与导轨安装平面(5-3)垂直;所述燕尾平台滑行面(5-6)与燕尾平台安装平面(3-2)接触;燕尾斜面(5-7)与燕尾平台限位平面(6-2)接触;所述位移调节器凹槽(5-8)与位移调节器(4)接触。

6.根据权利要求1所述一种水平双驱动型精密压电粘滑直线装置,其特征在于:垫片限位面(1-4-2)的宽度为B,垫片(1-2)的宽度为C,其中B=(C+1)mm;半圆形驱动足(1-4-5)的厚度为N,半径为R,其中N的取值范围为6 9mm,R的取值范围为1.5 2.5mm,半圆形驱动足(1-4-~ ~

5)端面相应涂有陶瓷类或玻璃纤维类摩擦材料;直梁(1-4-6-1)的长度为L,斜梁(1-4-6-2)的长度为Q,直梁(1-4-6-1)与斜梁(1-4-6-2)的夹角为Ɵ,其中L的取值范围为5 8mm,Q的取~值范围为3 5mm,Ɵ的取值范围为20o 70o。

~ ~

7.一种应用于上述权利要求1的水平双驱动型精密压电粘滑直线装置的驱动方法,其特征在于:所述驱动方法主要是在非对称电信号激励条件下,若同时将两组对称性为D1的电信号分别输入两个斜拉式水平定子(1),其中,对称性D1的取值范围为51~99%,可显著增大动子(2)的正向输出推力;若同时将两组对称性为D2的电信号分别输入两个斜拉式水平定子(1),其中,对称性D2的取值范围为1~49%,可显著增大动子(2)的反向输出推力;若同时将一组对称性为D1,另一组对称性为D2的电信号分别输入两个斜拉式水平定子(1),可实现动子(2)运动过程中的精确急停。

8.根据权利要求7所述一种水平双驱动型精密压电粘滑直线装置的驱动方法,其特征在于,所述非对称电信号包括锯齿波电信号、幂函数波电信号、梯形波电信号、非对称方波电信号或其任意两种信号的组合。