一種非對稱壓電雙向旋轉驅動器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種非對稱壓電雙向旋轉驅動器，屬于壓電精密旋轉驅動器。其組成包括：底座、軸承、旋轉軸、旋轉主體、指針及摩擦力調節裝置。旋轉軸通過角接觸球軸承與底板轉動連接，旋轉主體與旋轉軸過盈配合，摩擦力調節裝置通過螺釘與旋轉軸固定，承載托盤下端通過過盈配合安裝有指針。摩擦力調節裝置通過改變承載量來實現。旋轉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生非對稱的慣性力矩，配合適當的摩擦力矩，分別實現順逆兩方向的旋轉。本實用新型能夠實現雙向旋轉，采用對稱方波信號驅動，驅動電路簡單，整體機械結構簡單，運動平穩，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驅動器
技術領域
[0001]本實用新型屬于壓電精密驅動技術領域，涉及一種非對稱壓電雙向旋轉驅動器。
【背景技術】
[0002]目前的壓電慣性旋轉驅動器主要是利用壓電元件的逆壓電效應，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、適當機械結構的配合，進而形成連續的定向運動。由于其體積小、分辨率高、易于控制、大行程等優點，已廣泛應用于光學、電子、航空航天、超精密加工、仿生醫療等方面。
[0003]通常的壓電慣性旋轉驅動器可實現順時針或逆時針的單向旋轉運動，且運用壓電雙晶片作為驅動元件通常驅動力、運動速度較小，在實際應用中有缺陷。
[0004]目前壓電慣性驅動器驅動信號常采用的非對稱電信號需通過設計復雜的電路系統來實現，成本較高、不利于微型化。

【發明內容】

[0005]本實用新型的目的是提出一種非對稱壓電雙向旋轉驅動器，能實現雙向旋轉，提高了其實際應用能力，本驅動器驅動力、運動速度較大;采用非對稱電信號，驅動電路簡單，實際應用范圍更廣;且運用承載式的變摩擦力裝置來改變摩擦力，運行穩定可控。
[0006]本實用新型所采用的技術方案是:旋轉軸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量塊703構成驅動臂，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個驅動臂關于主體塊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，共同構成雙向旋轉主體，其中壓電振子距旋轉軸6軸心的距離可調，托盤4中心開沉孔，通過螺釘5與旋轉軸6連接，構成承載裝置，旋轉軸6通過與軸承I內孔的過盈配合與基板2轉動連接。
[0007]所述雙向旋轉結構是通過在主體塊702對角布置的具有非對稱夾持結構的壓電振子實現的。驅動臂端部L形夾持塊713均朝向旋轉軸6側，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，對角側第一、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順時針或者逆時針的定向旋轉運動。
[0008]所述主體塊702長端側面開有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。旋轉軸6上端通過過盈配合安裝有指針3，用于測量驅動器運動行程。
[0009]本實用新型旋轉主體與旋轉軸6過盈配合連接，旋轉軸6通過角接觸球軸承I與基板2轉動連接，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的配合設計了可調式的夾持差結構，使驅動器能采用對稱激勵信號進行驅動。
[0010]本實用新型能夠實現雙向旋轉，驅動性能好，并且克服了復雜電路系統的缺點，運用對稱電信號作為驅動信號，使驅動電路簡單化，運用承載式的變摩擦力裝置，使摩擦力調節簡便，驅動過程穩定，指針3的應用也易于測量驅動器運動行程。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的結構不意圖；
[0012]圖2是本實用新型的旋轉主體俯視圖；
[0013]圖3是本實用新型的的主體塊結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結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驅動器，其旋轉軸6與主體塊702過盈配合，運動時共同旋轉，壓電雙晶片的外伸端用第一螺栓710固定兩個相同的鐵質量塊703構成驅動臂，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個驅動臂關于主體塊702的幾何中心對稱布置，形成可雙向旋轉結構，并通過第三螺栓712同主體塊702固定，共同構成旋轉主體，其中壓電振子距旋轉軸6的距離可調。托盤4中心開沉孔，通過螺釘5與旋轉軸6連接，構成承載裝置。旋轉軸6通過角接觸球軸承I與基板2轉動連接。
[0016]如圖1所示，裝配時，所述旋轉軸6上端過盈安裝有指針3，用于測量驅動器運動行程。所述托盤4幾何中心開沉孔，通過螺釘5固定于旋轉軸6上。可改變托盤上承載量來改變旋轉軸6與角接觸球軸承I之間的摩擦力，最終實現承載式的變摩擦力。
[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的固定位置來調節，以獲得合適的驅動力和運動速度。
[0018]如圖3所示，本實用新型工作時，采用兩路信號，驅動器將形成雙向旋轉運動。當給一對旋轉主體對角處的由非對稱夾持機構夾持的第一、三壓電雙晶片701、706施加對稱方波激勵信號時，驅動臂在該信號下由于夾持差的存在產生非對稱的慣性力矩，實現驅動器的單向旋轉(逆時針旋轉);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，會產生反向的非對稱慣性力矩，驅動器反向旋轉(順時針旋轉)。
【主權項】
1.一種非對稱壓電雙向旋轉驅動器，其特征在于，旋轉軸(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量塊(703)構成驅動臂，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個驅動臂關于主體塊(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，共同構成雙向旋轉主體，其中壓電振子距旋轉軸(6)軸心的距離可調，托盤(4)中心開沉孔，通過螺釘(5)與旋轉軸(6)連接，構成承載裝置，旋轉軸(6)通過與軸承(I)內孔的過盈配合與基板(2)轉動連接。2.根據權利要求1所述的非對稱壓電雙向旋轉驅動器，其特征在于，其雙向旋轉結構中主體塊(702)同側兩個驅動臂端部的L形夾持塊(713)相對布置，使其伸出端靠內，并與第一夾持片(711)和第二夾持片(708)配合作用，旋轉主體對角側第一、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雙向旋轉。3.根據權利要求1所述的非對稱壓電雙向旋轉驅動器，其特征在于，所述主體塊(702)長端側面開有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