基于全压电陶瓷驱动的线性驱动装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109889088A(43)申请公布日2019.06.14(21)申请号201910213788.7(22)申请日2019.03.20(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人董为陈方鑫杜志江毛薇(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109代理人牟永林(51)Int.Cl.H02N2/04(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称基于全压电陶瓷驱动的线性驱动装置(57)摘要基于全压电陶瓷驱动的线性驱动装置，它涉及一种线性驱动装置。本发明解决现有的压电陶瓷存在驱动运动行程范围小、定位精度低的问题。第一级放大器竖直设置，宏动压电陶瓷竖直设置在第一级放大器内，第二级放大器水平穿装在第一级放大器的中部并通过两个链接块与第一级放大器固接，每个柔性导向器通过一根横梁固装在基座上，每个链接块的上方和下方均设置有一个柔性导向器，柔性导向器的固定端与横梁固装为一体，四个柔性导向器两两相对且平行设置，导向支撑架上设有四个悬臂，导向支撑架的每个悬臂与对应的一个柔性导向器的输出端固定连接，第二级放大器的前侧中部与导向支撑架之间设置有微动压电陶瓷。本发明用于全压电陶瓷大行程线性驱动。CN109889088ACN109889088A权利要求书1/1页1.一种基于全压电陶瓷驱动的线性驱动装置，所述基于全压电陶瓷驱动的线性驱动装置包括基座(1)、二级桥式放大器(2)、光栅位移传感器(5)、导向支撑架(6)和四个柔性导向器(3)，其特征在于：所述基于全压电陶瓷驱动的线性驱动装置还包括微动压电陶瓷(4)，二级桥式放大器包括第一级放大器(2-1)、第二级放大器(2-2)、宏动压电陶瓷(2-3)和两个链接块(2-4)，第一级放大器(2-1)和第二级放大器(2-2)均为四框体结构，第一级放大器(2-1)竖直设置，宏动压电陶瓷(2-3)竖直设置在第一级放大器(2-1)内，第一级放大器(2-1)的上下端为第一级放大器位移输入端，第一级放大器(2-1)的两侧中部为第一级放大器位移输出端，第二级放大器(2-2)的两端为第二级放大器位移输入端，第二级放大器(2-2)的两侧中部为第二级放大器位移输出端，第一级放大器(2-1)的两侧中部对称设置有两个链接块(2-4)，第二级放大器(2-2)水平穿装在第一级放大器(2-1)的中部并通过两个链接块(2-4)与第一级放大器(2-1)固接，二级桥式放大器侧壁固装在基座(1)上，每个柔性导向器(3)通过一根横梁固装在基座(1)上，每个链接块(2-4)的上方和下方均设置有一个柔性导向器(3)，柔性导向器(3)的固定端与横梁固装为一体，四个柔性导向器(3)两两相对且平行设置，导向支撑架(6)上设有四个悬臂(6-2)，导向支撑架(6)的每个悬臂(6-2)与对应的一个柔性导向器(3)的输出端固定连接，第二级放大器(2-2)的前侧中部与导向支撑架(6)之间设置有微动压电陶瓷(4)，光栅位移传感器(5)设置在基座(1)的上部。2.根据权利要求1所述的基于全压电陶瓷驱动的线性驱动装置，其特征在于：第一级放大器(2-1)和第二级放大器(2-2)均为矩形结构桥式放大器。3.根据权利要求1或2所述的基于全压电陶瓷驱动的线性驱动装置，其特征在于：二级桥式放大器的输出位移的分辨率小于微动压电陶瓷(4)的行程。4.根据权利要求3所述的基于全压电陶瓷驱动的线性驱动装置，其特征在于：柔性导向器(3)是由多层四边形结构连接而成的弹性簧片结构。5.根据权利要求4所述的基于全压电陶瓷驱动的线性驱动装置，其特征在于：柔性导向器(3)一端的两侧为柔性导向器(3)的固定端，柔性导向器(3)一端的中部为柔性导向器(3)的输出端。6.根据权利要求1、2、4或5所述的基于全压电陶瓷驱动的线性驱动装置，其特征在于：光栅位移传感器(5)安装在位于左上方的柔性导向器(3)的输出端上。7.根据权利要求6所述的基于全压电陶瓷驱动的线性驱动装置，其特征在于：导向支撑架(6)包括支撑架主体(6-1)和四个悬臂(6-2)，支撑架主体(6-1)呈工字型，支撑架主体(6-1)的每个工字型横梁两端上圆弧过渡连接有两个悬臂(6-2)。2CN109889088A说明书1/3页基于全压电陶瓷驱动的线性驱动装置技术领域[0001]本发明涉及一种线性驱动装置，具体涉及一种基于全压电陶瓷驱动的线性驱动装置。背景技术[0002]压电陶瓷凭借其高刚度、高分辨率、高频响的特点在精密工程领域中得到广泛应用。但是由于压电陶瓷工作原理和工艺水平的限制，其输出位移仅为陶瓷材料总长的0.1％--0.2％，因此常规使用的压电陶瓷堆的最大运动行程一般仅为200um。这严重限制了