专利汇可以提供一种基于双稳态梁的大位移压电作动器及作动方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于双稳态梁的大位移压电作动器及作动方法,该作动器压电堆一端嵌入到 外壳 内侧的凹槽中,另一端与 弹簧 固连,弹簧另一端与并联型双稳态梁上的 质量 块 固连,并联型双稳态梁两端分别与外壳上下端固接,弹簧预先处于压缩状态,双稳态梁的初始形状为向内弯曲,当给压电堆通电时,弹簧被继续压缩,弹簧的压缩恢复 力 逐渐增大,使双稳态梁发生屈曲 变形 ,跳转为向外弯曲,产生较大输出位移,此时弹簧处于拉伸状态,当断开 电压 时,压电堆形变恢复,弹簧被继续拉伸,双稳态梁在弹簧拉伸恢复力作用下产生反向跳转,恢复初始形状,以此实现作动器位移的反复输出;本发明结构简单紧凑,占用体积小, 电能 消耗少,输出位移大,能够实现稳定的双向作动。,下面是一种基于双稳态梁的大位移压电作动器及作动方法专利的具体信息内容。
1.一种基于双稳态梁的大位移压电作动器,其特征在于:包括外壳(1)、压电堆(2)、弹簧(3)、并联型双稳态梁(4)和质量块(5);所述压电堆(2)一端通过过盈配合固定于外壳(1)的方形凹槽中,压电堆(2)另一端与弹簧(3)一端粘贴在一起,弹簧(3)另一端与并联型双稳态梁(4)上的质量块(5)粘贴在一起,并联型双稳态梁(4)两端分别固定在外壳(1)的上下两端,初始状态下,并联型双稳态梁(4)向内弯曲;
所述外壳(1)中线、压电堆(2)中线、弹簧(3)中线与并联型双稳态梁(4)中点在同一直线上;所述弹簧(3)在初始状态下处于压缩状态,弹簧(3)的刚度满足在初始压缩量时,弹簧(3)的弹力小于并联型双稳态梁(4)的屈曲临界作用力。
2.根据权利要求1所述的一种基于双稳态梁的大位移压电作动器,其特征在于:所述并联型双稳态梁(4)的初始形状为 其中h表示并联型双稳态梁(4)的拱
高,L表示并联型双稳态梁(4)的长度;质量块(5)对并联型双稳态梁(4)的形变影响忽略不计。
3.根据权利要求1所述的一种基于双稳态梁的大位移压电作动器,其特征在于:所述压电堆(2)另一端与弹簧(3)一端采用粘贴剂7649促进剂和326结构胶紧密粘贴在一起,弹簧(3)另一端与并联型双稳态梁(4)上的质量块(5)采用粘贴剂7649促进剂和326结构胶紧密粘贴在一起。
4.一种如权利要求1所述的基于双稳态梁的大位移压电作动器的作动方法,其特征在于:未通电时,压电堆(2)处于原始状态,弹簧(3)和并联型双稳态梁(4)不动作;为使并联型双稳态梁(4)发生屈曲跳转,从而使质量块(5)产生大位移,第一步,对压电堆(2)通电,压电堆(2)在逆压电效应下变形伸长,弹簧(3)被进一步压缩,弹簧(3)的压缩恢复力超过并联型双稳态梁(4)的屈曲临界载荷时,并联型双稳态梁(4)发生屈曲跳转,带动质量块(5)产生大位移,此时,弹簧(3)由压缩态变为拉伸态,因为并联型双稳态梁(4)发生对称变形,所以弹簧(3)的拉伸恢复力小于并联型双稳态梁(4)的屈曲临界载荷;第二步,断掉作用在压电堆(2)上的电压,则压电堆(2)迅速恢复原始状态,弹簧(3)被进一步拉伸,弹簧(3)的拉伸恢复力超过并联型双稳态梁(4)的屈曲临界载荷,并联型双稳态梁(4)再次发生屈曲跳转恢复至初始状态;重复第一、二步,作动器便能够实现稳定的双向作动。
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