专利汇可以提供基于压电驱动的六足作动器及其工作方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了基于压电驱动的六足作动器及其工作方法,涉及超声、MEMS领域、压电技术领域,能够实现平面上的常规运动,还能在倾翻后依旧保持运 动能 力 。本发明的作动器包括: 丝杆 、第一磷 青 铜 基体、 钛 合金 基体、第二磷青铜基体、金属足、磷青铜圆环、环形压电陶瓷片、第一压电陶瓷片组、第二压电陶瓷片组。作动器的工作方式包括正常工作方式和倾翻后的工作方式。本发明由于装置的结构特点,除了能实现平面上的常规运动外,还具有在因为外界不可抗力作用下倾翻后依旧保持运动能力的功能,能够在一定程度的不稳定环境得到应用,同时在微型 机器人 领域也具有一定的发展前景。,下面是基于压电驱动的六足作动器及其工作方法专利的具体信息内容。
1.基于压电驱动的六足作动器,其特征在于,包括:丝杆(1)、第一磷青铜基体(2)、钛合金基体(3)、第二磷青铜基体(4)、金属足(5)、磷青铜圆环(6)、环形压电陶瓷片(7)、第一压电陶瓷片组(8)、第二压电陶瓷片组(9);
钛合金基体(3)为长方体,内部设置圆形通孔,通孔内部设置螺纹和丝杆(1)配合连接;
钛合金基体(3)的四个侧面上粘贴四片形状大小相同的压电陶瓷片,相对两片为一个压电陶瓷片组,具有相同的极化方向,即为第一压电陶瓷片组(8)和第二压电陶瓷片组(9);
丝杆(1)穿过第一磷青铜基体(2),钛合金基体(3)一端和第一磷青铜基体(2)固定连接;
丝杆(1)穿过第二磷青铜基体(4),第二磷青铜基体(4)设置在钛合金基体(3)的另一端,第二磷青铜基体(4)和丝杆(2)固定连接;
第一磷青铜基体(2)和第二磷青铜基体(4)形状大小均相同,包括金属足(5)、磷青铜圆环(6)、环形压电陶瓷片(7),
磷青铜圆环(6)圆周上设置三个金属足(5),金属足(5)设置位置之间的圆周角为120°,磷青铜圆环(6)背向钛合金基体(3)的一侧粘贴环形压电陶瓷片(7)。
2.根据权利要求1所述的作动器,其特征在于,第一压电陶瓷片组(2)和第二压电陶瓷片组(4)是长方形。
3.根据权利要求1或2所述的作动器,其特征在于,第一压电陶瓷片组(2)和第二压电陶瓷片组(4)采用的材料为PZT8。
4.基于压电驱动的六足作动器的工作方法,其特征在于,包括:
S1、向第一压电陶瓷片组(8)和第二压电陶瓷片组(9)同时施加相位差为90°的相同幅值的正弦电信号,改变正弦电信号的频率,频率范围为10-150kHz,找到钛合金基体(3)的工作频率;
S2、在工作频率正弦电信号的作用下,利用第一压电陶瓷片组(8)和第二压电陶瓷片组(9)的逆压电效应,激励钛合金基体(3)产生微幅高频的扭转运动;
S3、钛合金基体(3)的微幅高频的扭转运动对丝杆(1)产生圆周切向上的作用力,由于存在螺纹配合的关系,促使丝杆(1)旋转的同时产生向左或向右的直线运动;
S4、丝杆(1)运动的时候,改变第一磷青铜基体(2)和第二磷青铜基体(4)的距离和金属足在周向上的夹角。
5.基于压电驱动的六足作动器的工作方法,其特征在于,包括:
S1、分别向第一磷青铜基体(2)和第二磷青铜基体(4)上的环形压电陶瓷片(7)施加正弦电信号,通过改变所施加的电信号的频率,频率范围为10-150kHz,分别找到第一磷青铜基体(2)和第二磷青铜基体(4)各自的工作频率;
S2、利用环形压电陶瓷片(7)的逆压电效应,依据工作频率向第一磷青铜基体(2)和第二磷青铜基体(4)施加激励信号,分别激励第一磷青铜基体(2)和第二磷青铜基体(4)上的金属足(5)产生高频微幅振动,不同的激励信号驱使金属足(5)产生不同方向上的微幅振动;
S3、利用金属足(5)在地面上振动时与地面作用面产生的摩擦力,以及不同的着地金属足(5)与地面形成的摩擦力的合力和合力矩来驱使作动器运动。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,初始位置为第一磷青铜基体(2)与第二磷青铜基体(4)共轴,第一磷青铜基体(2)的金属足(5)与第二磷青铜基体(4)的金属足(5)在周向上具有60°的夹角。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,环形压电陶瓷片(7)具有第一工作频率和第二工作频率;
向环形压电陶瓷片(7)施加具有第一工作频率的正弦电信号,金属足(5)产生圆周法向方向上的振动,所述作动器在初始状态下将在接触面上产生直线运动;向环形压电陶瓷片(7)施加具有第二工作频率的正弦电信号,金属足(5)产生圆周切向方向上的振动时,所述作动器在初始状态下将在接触面上产生转弯运动。
8.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,调节所述激励信号的频率,能够改变所述作动器转弯运动的转弯半径和转弯方向。
9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,改变第一磷青铜基体(2)和第二磷青铜基体(4)上金属足(5)位置的相对夹角,能够改变所述作动器转弯运动的转弯半径和转弯方向。
10.基于压电驱动的六足作动器的工作方法,其特征在于,第一磷青铜基体(2)或第二磷青铜基体(4)的三个金属足(5)均着地时,对靠近地面一侧的环形压电陶瓷片(7)施加电信号,与地面接触的金属足(5)振动,对接触面产生作用力,作动器平面移动。
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