菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线马达及其复合激励方法专利检索-摩擦力摩擦学物理专利检索查询-专利查询网

菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线 马达及其复合激励方法

阅读：557发布：2021-04-10

专利汇可以提供菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线马达及其复合激励方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线马达及其复合激励方法，以解决当前压电粘滑直线马达由于摩擦力调控困难所导致的机械输出性能受限等问题。本发明由预紧力调节装置、斜拉式定子和动子组成；所述斜拉式定子利用斜拉式菱形运动转换器来产生侧向位移，增大摩擦驱动力，减小摩擦阻力；同时将摩擦调控波复合叠加于斜拉式定子快速变形阶段的锯齿驱动波中，从而降低快速变形阶段定、动子间摩擦阻力，实现对摩擦力的综合调控，提升压电粘滑直线马达机械输出特性。本发明具有结构简单、精度高、行程大等特点，在半导体加工、光学调焦等具有结构微型化、要求精确定位的领域中具有很好的应用前景。，下面是菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线马达及其复合激励方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线马达，其特征在于所述斜拉式菱形铰链正交驱动型压电粘滑直线马达由预紧力调节装置（1）、斜拉式定子（2）和动子（3）组成；斜拉式定子（2）安装在预紧力调节装置（1）上，动子（3）安装在预紧力调节装置（1）上。
2.根据权利要求1所述的一种菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线马达，其特征在于所述预紧力调节装置（1）由安装支座（1-1）、移动滑台（1-2）和预紧力调节螺杆（1-3）组成；其中安装支座（1-1）设置安装定位孔（1-1-1）、定位支承平面（1-1-8），动子（3）安装固定在定位支承平面（1-1-8）上，安装支座（1-1）底部设置有安装螺纹孔（1-1-2），安装支座（1-
1）通过安装螺纹孔（1-1-2）与外围设备连接，安装支座（1-1）设置有滑道限位螺钉（1-1-3）、滑动架（1-1-4）和滑道（1-1-9），滑道限位螺钉（1-1-3）安装在滑道（1-1-9）上，滑动架（1-1-
4）在滑道限位螺钉（1-1-3）间滑动，安装支座（1-1）设置有保持架紧固螺钉（1-1-5）、止动栓保持架（1-1-6）和止动栓（1-1-7），通过旋紧止动栓（1-1-7）实现移动滑台（1-2）的止动固定，安装支座（1-1）设置有弹簧（1-1-10），安装支座（1-1）通过弹簧（1-1-7）与滑台（1-2）连接，安装支座（1-1）设置有下弹簧固定销（1-1-11），弹簧（1-1-10）一端通过下弹簧固定销（1-1-11）与安装支座（1-1）连接，安装支座（1-1）设置有加载螺纹孔（1-1-12），其与预紧力调节螺杆（1-3）进行螺纹连接；移动滑台（1-2）设置有定位螺纹孔（1-2-1），斜拉式定子（2）通过定位螺纹孔（1-2-1）固定在移动滑台（1-2）上，移动滑台（1-2）设置有移动滑台限位螺钉（1-2-2）、导向滑杆（1-2-5），移动滑台限位螺钉（1-2-2）安装在导向滑杆（1-2-5）端部，滑动架（1-1-4）在移动滑台限位螺钉（1-2-2）间滑动，移动滑台（1-2）设置有上弹簧固定销（1-
2-3），弹簧（1-1-10）的另一端通过上弹簧固定销（1-2-3）与移动滑台（1-2）连接，移动滑台（1-2）侧面设置有止动栓安装孔（1-2-4），止动栓安装孔（1-2-4）与止动栓（1-1-7）螺纹连接；预紧力调节螺杆（1-3）与加载螺纹孔（1-1-12）螺纹连接，通过调整预紧力调节螺杆（1-
3）的旋进长度可以调节移动滑台（1-2）的位置，实现预紧力调节装置（1）对预紧力的调节。
3.根据权利要求1所述的一种菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线马达，其特征在于所述的斜拉式定子（2）由斜拉式菱形运动转换器（2-1）、压电堆叠（2-2）、预紧螺钉（2-
3）和调整垫片（2-4）组成；斜拉式菱形运动转换器（2-1）采用菱形柔性铰链结构，斜拉式菱形运动转换器（2-1）设置有定子安装孔（2-1-1），斜拉式定子（2）通过定子安装孔（2-1-1）固定在移动滑台（1-2）上，斜拉式菱形运动转换器（2-1）设置有偏转铰链（2-1-2）、圆弧形柔性铰链（2-1-5），用于调节斜拉式菱形运动转换器（2-1）的偏转刚度，斜拉式菱形运动转换器（2-1）设置有切口型菱形铰链（2-1-3），用于调节斜拉式菱形运动转换器（2-1）的轴向刚度，斜拉式菱形运动转换器（2-1）设置有运动转换机构（2-1-4），斜拉式菱形运动转换器（2-1）设置有预紧螺栓安装孔（2-1-6），预紧螺栓2-3与预紧螺栓安装孔（2-1-6）进行螺纹连接；压电堆叠（2-2）的前后端面和预紧螺栓（2-3）之间设置有调整垫片（2-4）。
4.根据权利要求3所述的一种菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线马达，其特征在于所述偏转铰链（2-1-2）具有圆角半径值R1，圆弧形柔性铰链（2-1-5）具有圆角半径值R2，R1与R2的比值为S，S的取值满足的范围为0.1~1。
5.根据权利要求3所述的一种菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线马达，其特征在于所述运动转换机构（2-1-4）设置有驱动直梁（2-1-4-1）、运动转换斜梁（2-1-4-2），所述驱动直梁（2-1-4-1）与运动转换斜梁（2-1-4-2）形成一定角度φ，φ的取值满足的范围为
45°~90°。
6.根据权利要求3所述的一种菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线马达，其特征在于所述斜拉式定子（2）的斜拉式菱形运动转换器（2-1）可采用5052 铝合金、6061 铝合金、
7075铝合金材料。
7.根据权利要求1所述的一种菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线马达，其特征在于所述动子（3）为双列交叉滚柱直线导轨，它由固定导轨（3-1）、活动导轨（3-2）、保持架（3-3）和导轨限位螺栓（3-4）组成；固定导轨（3-1）安装固定于定位支承平面（1-1-8）上，活动导轨（3-2）端面涂有陶瓷类或玻璃纤维类摩擦材料，保持架（3-3）为活动导轨（3-2）的运动提供导向，导轨限位螺栓（3-4）用于避免活动导轨（3-2）的运动限位。
8.一种菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线马达复合激励方法，该复合激励方法基于权利要求1所述的斜拉式菱形铰链正交驱动型压电粘滑直线马达实现；所述复合激励方法特征在于所述驱动波为锯齿波，所述摩擦调控波为正弦波，其中锯齿驱动波周期为T1，激励电压幅值为V1，对称性为D，微幅摩擦正弦调控波周期为T2，激励电压幅值为V2，锯齿驱动波与微幅摩擦正弦调控波的周期比为T1/T2=10~100000，激励电压幅值比为V1/V2大于2。

说明书全文

菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线 马达及其复合激励

方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线马达及其复合激励方法，属于微纳精密驱动与定位技术领域。

背景技术

[0002] 压电粘滑直线马达是一种利用压电元件的逆压电效应，在非对称电信号激励下激发振子（或称定子）产生微幅振动，通过振子与动子间的摩擦耦合实现机械输出的精密压电马达。按照驱动工作原理的不同，压电粘滑直线马达主要分为共振型压电马达（也称超声波电机）与非共振型压电马达（也称压电粘滑马达）两大类。与共振型压电马达相比，非共振压电粘滑直线马达具有定位精度高、结构简单紧凑、控制方便等优点，被广泛应用于精密驱动与定位的技术领域。

[0003] 压电粘滑驱动主要是将锯齿激励电信号施加于压电元件，激发定子产生快慢交替的运动变形，控制定子与动子在“粘”和“滑”两种运动状态之间相互转换，利用摩擦力驱动动子实现机械运动输出。然而，由于压电粘滑驱动缓慢与快速变形阶段，定子与动子间摩擦力起到不同作用，具体为缓慢变形驱动阶段时表现为摩擦驱动力，而快速变形驱动阶段时表现为摩擦阻力。已有公开技术表明当前压电粘滑直线马达无法实现对整个驱动过程的摩擦力进行综合调控，导致其输出机械性能受限。特别在定子的快速变形驱动阶段，由于动子所受摩擦力与其运动方向相反，当动子惯性力不足以克服该摩擦阻力时，将会导致动子产生回退运动，表现为类锯齿状的不平稳运动输出，劣化输出性能，已有锯齿激励电信号无法实现对压电粘滑直线马达快速变形驱动阶段摩擦力的调控，进一步限制了压电粘滑直线马达的应用与发展。

发明内容

[0004] 为解决已有压电粘滑直线马达由于定子与动子间摩擦综合调控困难，所导致的机械输出特性受限，产生类锯齿状不平稳运动输出，劣化驱动器机械输出性能等技术问题，本发明公开了一种菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线马达及其复合激励方法。

[0005] 本发明所采用的技术方案是：所述一种菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线马达由预紧力调节装置、斜拉式定子和动子组成。

[0006] 所述预紧力调节装置由安装支座、移动滑台和预紧力调节螺杆组成。所述安装支座设置安装定位孔、定位支承平面，用于安装动子；所述安装支座底部设置有安装螺纹孔，用于安装支座与外围装置的连接；所述安装支座设置有滑道限位螺钉，用于移动滑台的移动限位；所述安装支座设置有滑动架，用于移动滑台的滑动；所述安装支座设置有保持架紧固螺钉、止动栓保持架和止动栓，用于对移动滑台的锁紧，防止加载后移动滑台移动；所述安装支座设置有滑道，用于支撑移动滑台；所述滑道安装滑道限位螺钉，避免移动滑台滑出滑道；所述安装支座设置有弹簧、下弹簧固定销，用于移动滑台的回程移动；所述安装支座设置有加载螺纹孔，其与预紧力调节螺杆进行螺纹连接。所述移动滑台设置有定位螺纹孔，用于安装斜拉式定子；所述移动滑台设置有移动滑台限位螺钉，用于移动滑台的移动限位；所述移动滑台设置有上弹簧固定销，用于安装固定弹簧；所述移动滑台侧面设置有止动栓安装孔，用于安装止动栓；所述移动滑台设置有导向滑杆，用于移动滑台的移动导向，所述导向滑杆安装有移动滑台限位螺钉，避免移动滑台滑出滑道。所述预紧力调节螺杆与加载螺纹孔螺纹连接，通过调整预紧力调节螺杆的旋进长度可以调节移动滑台的位置，实现预紧力调节装置对预紧力的调节。

[0007] 所述斜拉式定子包括斜拉式菱形运动转换器、压电堆叠、预紧螺栓和调整垫片。所述斜拉式菱形运动转换器采用菱形结构的铰链。所述斜拉式菱形运动转换器设置有定子安装孔，用于斜拉式菱形运动转换器的固定安装；所述斜拉式菱形运动转换器设置有偏转铰链、圆弧形柔性铰链，用于调节斜拉式菱形运动转换器的轴向刚度；所述斜拉式菱形运动转换器设置有切口型菱形铰链，用于调节斜拉式菱形运动转换器的偏转刚度；所述斜拉式菱形运动转换器设置有运动转换机构，所述运动转化机构设置有驱动直梁、运动转换斜梁，所述运动转换斜梁可将压电堆叠的轴向振动位移转换为驱动直梁的侧向位移。所述驱动直梁相应圆弧端面涂有摩擦材料，所述驱动直梁驱动动子运动。斜拉式定子采用斜拉式菱形运动转换器，在压电堆叠产生轴向振动位移时，斜拉式菱形运动转换器的驱动直梁会产生侧向位移，增大斜拉式定子缓慢变形驱动阶段时摩擦驱动力，减小斜拉式定子快速变形驱动阶段时摩擦阻力，可实现对摩擦力的综合调控。所述预紧螺栓安装孔与预紧螺栓进行螺纹连接。所述压电堆叠与斜拉式菱形运动转换器、预紧螺栓接触端面设置有调整垫片，防止其产生切应变。通过调节预紧螺栓，可实现对压电堆叠的轴向预紧力调节。

[0008] 所述动子为菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线马达的动子。所述动子为双列交叉滚柱导轨，包括固定导轨、活动导轨、滚柱保持架和导轨限位螺栓。所述固定导轨通过安装定位孔安装在定位支承平面上；所述活动导轨与驱动直梁接触端面涂有陶瓷类或玻璃纤维类摩擦材料；所述动子设置有滚柱保持架，滚柱保持架为导轨的滑动提供导向；所述固定导轨与活动导轨两端均设置有导轨限位螺栓，避免活动导轨滑出固定导轨。

[0009] 所述复合激励方法中所采用的复合激励电信号由摩擦调控波复合叠加于斜拉式定子快速变形阶段的驱动波中，所述摩擦调控波为正弦波，所述驱动波为锯齿波。所述复合激励方法中所采用的复合激励电信号由微幅摩擦正弦调控波叠加于斜拉式定子快速变形阶段的锯齿驱动波复合而成，所述复合激励方法可减小快速变形阶段斜拉式定子与动子之间的摩擦阻力，抑制回退运动产生，其中锯齿驱动波周期为T1，激励电压幅值为V1，对称性为D，微幅摩擦正弦调控波周期为T2，激励电压幅值为V2，锯齿驱动波与微幅摩擦正弦调控波的周期比为T1/T2=10~100000，激励电压幅值比为V1/V2大于2。

[0010] 本发明的有益效果是：本发明由于采用具有摩擦力综合调控功能的非对称定子结构，同时通过复合激励电信号进行激励，增大了斜拉式定子缓慢变形驱动阶段斜拉式定子与动子间摩擦驱动力，降低了斜拉式定子快速变形驱动阶段斜拉式定子与动子间摩擦阻力，实现了对压电粘滑直线马达整个驱动过程的摩擦力的综合调控，可显著提升压电粘滑直线马达机械输出特性，抑制位移回退运动的发生。与当前已有技术相比，输出力提升25%以上，输出速度提升30%以上，输出效率提升了55%以上，开环条件下定位精度可达纳米级，位移回退率降低30%。附图说明

[0011] 图1所示为本发明提出的菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线马达的结构示意图；图2所示为本发明提出的菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线马达预紧力调节装置结构示意图；
图3所示为本发明提出的菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线马达的预紧力调节装置安装支座的结构示意图；
图4所示为本发明提出的菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线马达的预紧力调节装置移动滑台俯视图；
图5所示为本发明提出的菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线马达预紧力调节装置移动滑台仰视图；
图6所示为本发明提出的菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线马达斜拉式定子的结构示意图；
图7所示为本发明提出的菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线马达斜拉式定子斜拉式菱形运动转换器的结构示意图；
图8所示为本发明提出的菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线马达斜拉式定子斜拉式菱形运动转换器的局部放大结构示意图；
图9所示为本发明提出的菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线马达的动子结构示意图；
图10所示为本发明提出的菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线马达的激励电信号波形示意图。

具体实施方式

[0012] 具体实施方式一：结合图1~图9说明本实施方式。本实施方式提供了一种菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线马达的具体实施方案。所述一种菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线马达由预紧力调节装置1、斜拉式定子2和动子3组成。

[0013] 所述预紧力调节装置1为菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线马达的预紧力调节装置，所述预紧力调节装置1由安装支座1-1、移动滑台1-2和预紧力调节螺杆1-3组成，所述预紧力调节装置1可采用铝合金材料。所述安装支座1-1设置安装定位孔1-1-1、定位支承平面1-1-8，用于安装动子3；所述安装支座1-1底部设置有安装螺纹孔1-1-2，通过螺纹连接可实现与外围装置的固定安装；所述安装支座1-1设置有滑道限位螺钉1-1-3，用于移动滑台1-2的移动限位；所述安装支座1-1设置有滑动架1-1-4，用于移动滑台1-2的滑动；所述安装支座1-1设置有保持架紧固螺钉1-1-5、止动栓保持架1-1-6和止动栓1-1-7，所述止动栓1-1-7用于移动滑台1-2的固定，通过调节止动栓1-1-7，可实现对移动滑台1-2的锁紧，防止加载后移动滑台1-2移动；所述安装支座1-1设置有滑道1-1-9，用于支撑移动滑台1-2；所述滑道1-1-9安装有4n个滑道限位螺钉1-1-3，其中n为大于等于1的整数，为避免移动滑台1-2滑出滑道1-1-9；所述安装支座1-1设置有弹簧1-1-10，用于移动滑台1-2的回程移动；所述安装支座1-1设置有下弹簧固定销1-1-11，用于安装固定弹簧1-1-10；所述安装支座1-1设置有加载螺纹孔1-1-12，其与预紧力调节螺杆1-3进行螺纹连接。所述移动滑台1-2设置有定位螺纹孔1-2-1，用于安装斜拉式定子2；所述移动滑台1-2设置有移动滑台限位螺钉1-
2-2，用于移动滑台1-2的移动限位；所述移动滑台1-2设置有上弹簧固定销1-2-3，配合下弹簧固定销1-1-11用于安装固定弹簧1-1-10；所述移动滑台1-2侧面设置有止动栓安装孔1-
2-4，所述止动栓安装孔1-2-4与止动栓1-1-7螺纹连接；所述移动滑台1-2设置有导向滑杆
1-2-5，用于移动滑台1-2的移动，所述导向滑杆1-2-5安装有4n个移动滑台限位螺钉1-2-2，其中n为大于等于1的整数，为避免移动滑台1-2滑出滑道1-1-9。所述预紧力调节螺杆1-3与加载螺纹孔1-1-12螺纹连接，通过调整预紧力调节螺杆1-3的旋进长度可以调节移动滑台
1-2的位置，实现预紧力调节装置1对预紧力的调节。

[0014] 所述斜拉式定子2包括斜拉式菱形运动转换器2-1、压电堆叠2-2、预紧螺栓2-3和调整垫片2-4。所述斜拉式菱形运动转换器2-1采用菱形结构的铰链，所述斜拉式菱形运动转换器2-1可采用5052、6061或7075 铝合金材料。所述斜拉式菱形运动转换器2-1设置有定子安装孔2-1-1，用于斜拉式菱形运动转换器2-1与移动滑台1-2的上表面的紧固连接；所述斜拉式菱形运动转换器2-1设置有偏转铰链2-1-2、圆弧形柔性铰链2-1-5，偏转铰链2-1-2具有圆角半径值R1，圆弧形柔性铰链2-1-5具有圆角半径值R2，R1与R2的比值为0.1~1，调整圆角半径R1与R2的比值，可改变斜拉式菱形运动转换器2-1的轴向刚度分布。本实施方式中R1与R2的比值为0.5。所述斜拉式菱形运动转换器2-1设置有切口型菱形铰链2-1-3，切口型菱形铰链2-1-3壁厚值为b，R1与b的比值为0.1~0.45，调整壁厚值b与圆角半径R1的比值，可改变斜拉式菱形运动转换器2-1的偏转刚度。本实施方式中R1与b的比值为0.3。所述斜拉式菱形运动转换器2-1设置有运动转换机构2-1-4，所述运动转化机构2-1-4设置有驱动直梁2-1-4-1、运动转换斜梁2-1-4-2，所述驱动直梁2-1-4-1与运动转换斜梁2-1-4-2形成一定角度φ，φ的取值为45°~90°，改变φ的值可以调节位移放大倍数。本实施方式中φ的取值为45°。所述运动转换斜梁2-1-4-2可将压电堆叠2-2的轴向振动位移转换为驱动直梁2-1-
4-1的侧向位移，所述驱动直梁2-1-4-1相应圆弧型端面涂有摩擦材料，所述驱动直梁2-1-
4-1驱动动子3运动；所述驱动直梁2-1-4-1具有长度值L、宽度值a，改变a的值可改变驱动直梁的驱动平稳性，a与L的比值为0.01~0.2，通过调整a与L的比值可改变驱动直梁2-1-4-1的偏转刚度。本实施方式中a与L的比值取值为0.1。所述运动转换斜梁2-1-4-2具有宽度值c，c与a的比值为0.5~1。本实施方式中c与a的比值为0.5。斜拉式定子2采用斜拉式菱形运动结构，在压电堆叠2-2产生轴向振动位移时，斜拉式菱形运动转换器2-1的驱动直梁2-1-4-1会产生侧向位移，增大斜拉式定子2缓慢变形驱动阶段时摩擦驱动力，减小斜拉式定子2快速变形驱动阶段时摩擦阻力，可实现对摩擦力的综合调控。所述预紧螺栓安装孔2-1-6与预紧螺栓2-3进行螺纹连接。所述压电堆叠2-2可以是PI或NEC等公司的压电堆叠产品，所述压电堆叠2-2与斜拉式菱形运动转换器2-1、预紧螺栓2-3接触端面设置有调整垫片2-4，防止其产生切应变，通过调节预紧螺栓2-3，可实现对压电堆叠2-2的轴向预紧调节。

[0015] 所述动子3为菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线马达的动子，所述动子3为双列交叉滚柱导轨，包括固定导轨3-1、活动导轨3-2、滚柱保持架3-3和导轨限位螺栓3-4。所述固定导轨3-1，通过螺钉固定于定位支承平面1-1-8上；所述活动导轨3-2与驱动直梁2-
1-4-1接触端面涂有陶瓷类或玻璃纤维类摩擦材料；所述动子3设置有滚柱保持架3-3，滚柱保持架3-3为导轨的滑动提供导向。为了避免滚柱保持架3-3滑出导轨，同时限制动子3的运动范围，分别在动子3的固定导轨3-1和活动导轨3-2的两端设置导轨限位螺栓3-4。动子3上表面与斜拉式定子2上表面处于同一平面。

[0016] 具体实施方式二：结合图10说明本实施方式。本实施方式提供了一种菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线马达的复合激励方法的具体实施方案。所述一种菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线马达的复合激励方法如下所述。

[0017] 所述复合激励方法中所采用的复合激励电信号由摩擦调控波叠加于斜拉式定子快速变形驱动阶段的驱动波复合而成，所述摩擦调控波为正弦波，所述驱动波为锯齿波。具体地，所述复合激励方法中所采用的复合激励电信号由微幅摩擦正弦调控波叠加于的斜拉式定子快速变形驱动阶段的锯齿驱动波复合而成，所述复合激励方法可减小快速变形阶段定子与动子之间的摩擦阻力，抑制回退运动产生，优化输出性能。其中锯齿驱动波周期为T1，激励电压幅值为V1，对称性为D，微幅摩擦正弦调控波周期为T2，激励电压幅值为V2，锯齿驱动波与微幅摩擦正弦调控波的周期比为T1/T2=10~100000，激励电压幅值比为V1/V2大于2。

[0018] 工作原理：在非对称电信号激励下，通过改变菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线马达在斜拉式定子缓慢变形与快速变形两个驱动阶段的摩擦力，实现摩擦力的综合调控。其中在斜拉式定子缓慢变形驱动阶段，动子在静摩擦力作用下随着斜拉式定子一起发生缓慢的“粘”运动，此时静摩擦力提供驱动力，增大斜拉式定子与动子间摩擦力可提升马达输出性能；在斜拉式定子快速变形驱动阶段，斜拉式定子与动子间产生的滑动摩擦力为摩擦阻力，特别是当动子惯性力不足以克服该摩擦阻力时，将会导致动子产生回退运动，微观上表现为类锯齿状的不平稳运动，劣化输出性能，影响定位精度，此时设法降低斜拉式定子与动子滑动摩擦阻力，可改善马达综合输出特性。本发明由于采用斜拉式菱形铰链机构，使得斜拉式定子轴向刚度分布不均匀，在压电堆叠激发产生轴向振动位移时，斜拉式定子驱动端产生侧向位移，调整斜拉式定子与动子间接触的正压力，即在斜拉式定子缓慢变形驱动阶段，增大斜拉式定子与动子间接触的正压力，进而增加斜拉式定子与动子间的摩擦驱动力，在斜拉式定子快速变形驱动阶段，减小斜拉式定子与动子间接触的正压力，进而减小斜拉式定子与动子间的摩擦阻力实现对缓慢变形驱动阶段摩擦驱动力与快速变形驱动阶段摩擦阻力的综合调控，提升马达输出性能。同时，本发明通过将摩擦调控波耦合施加于斜拉式定子快速变形驱动阶段的驱动波中，激发斜拉式定子处于微幅高频振动状态，从而降低了快速变形驱动阶段定、动子间摩擦阻力，抑制回退运动产生，提升压电粘滑直线马达机械输出特性。

[0019] 综合以上所述内容，本发明提供一种菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线马达，利用斜拉式菱形运动转换器轴向刚度分布不均匀产生侧向位移，综合调控斜拉式定子与动子间的摩擦力；本发明提供的复合激励方法能够抑制回退运动的产生，显著提升压电粘滑直线马达的机械输出性能。斜拉式菱形运动转换器与压电堆叠装配成一个定子，装配简单，易于调节。所设计的加载装置，可方便的调节定子与输出导轨之间接触的预紧力。本发明具有结构紧凑、定位精度高、行程大等特点，在微纳操作、半导体加工、精密光学仪器、生物微操作等微纳精密驱动与定位领域中具有很好的应用前景。

标题	发布/更新时间	阅读量
一种摩擦力可控的轮胎	2020-05-12	632
可变摩擦力驱动器	2020-05-12	777
摩擦力学习演示装置	2020-05-12	504
轴承用低摩擦力密封件	2020-05-12	413
一种低摩擦力的液压缸	2020-05-13	452
摩擦力实验装置	2020-05-11	953
摩擦力图像仪	2020-05-11	907
摩擦力实验仪	2020-05-11	909
探测针式摩擦力传感器	2020-05-13	978
摩擦力表	2020-05-11	253

菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线马达及其复合激励方法

菱形铰链斜拉式正交驱动型压电粘滑直线马达及其复合激励

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：