基于压电换能器惯性驱动的直线送料装置及方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115924500A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202211514761.X(22)申请日2022.11.30(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市秦淮区御道街29号(72)发明人王亮娄旭王鑫李赛(74)专利代理机构江苏圣典律师事务所32237专利代理师刘辉(51)Int.Cl.B65G47/74(2006.01)B65G27/02(2006.01)B65G11/02(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图4页(54)发明名称基于压电换能器惯性驱动的直线送料装置及方法(57)摘要本发明公开了一种基于压电换能器惯性驱动的直线送料装置及方法，送料装置包含底座、第一至第四弹簧片、第一至第二连接块、压电换能器、顶盘、压电双晶片、第一至第三挡件、以及M+N+P个调节螺栓；工作时，对压电换能器施加正弦激励信号，可以激发出压电换能器的二阶纵振模态，从而诱导出弹簧片的往复弯曲振动，带动顶盘产生水平和垂直方向的运动。放置于顶盘中的物料在料槽中随顶盘向前上方运动。当弹簧片运动到极限位置时，储存在弹簧片中的弹性势能带动顶盘往回运动，此时物料在惯性作用下呈抛物线继续向前运动并下落。在此周期性运动下，实现物料在顶盘中的运输。本发明结构简单、加工装配容易。CN115924500ACN115924500A权利要求书1/3页1.基于压电换能器惯性驱动的直线送料装置，其特征在于，包含底座、第一至第四弹簧片、第一至第二连接块、压电换能器、顶盘、压电双晶片、第一至第三挡件、以及M+N+P个调节螺栓，M、N、P均为大于等于1的自然数；所述压电换能器包含前梁、中梁、后梁、第一压电单元、第二压电单元、第一预紧螺栓和第二预紧螺栓；所述前梁、后梁结构相同，均包含端部、放大部和根部，其中，所述端部、根部均为圆柱体，且端部端面的面积小于根部端面的面积；所述放大部为一端端面形状和端部端面形状相同、另一端端面形状和根部端面形状相同的圆台，且放大部面积较小的一端和端部的一端同轴固连、面积较大的一端和根部的一端同轴固连；所述端部另一端的端面中心沿其轴线设有贯穿端部、放大部、根部的沉头通孔；所述中梁为横截面和前梁根部端面形状相同的圆柱体，中梁两端端面的中心均设有预紧螺纹盲孔；所述第一压电单元、第二压电单元结构相同，均包含2Q个圆环形压电陶瓷片，Q为大于等于1的自然数；所述2Q个圆环形压电陶瓷片依次层叠，均沿厚度方向极化，且相邻压电陶瓷片极化方向相反；所述第一预紧螺栓从前梁的沉头通孔依次穿过所述前梁、第一压电单元后和所述中梁一端的预紧螺纹盲孔螺纹相连，将前梁、第一压电单元、中梁夹紧使其同轴；所述第二预紧螺栓从后梁的沉头通孔依次穿过所述后梁、第二压电单元后和所述中梁另一端的预紧螺纹盲孔螺纹相连，将后梁、第二压电单元、中梁夹紧使其同轴；所述顶盘为矩形板；所述第一至第四弹簧片均为矩形弹簧片，第一、第二弹簧片结构相同，第三、第三弹簧片结构相同；所述第一、第二弹簧片平行设置，其下端均和所述底座固连，上端分别和所述第一连接块、第二连接块固连；所述第三、第四弹簧片平行设置，其下端分别和所述第一连接块、第二连接块固连，上端分别和所述顶盘的两端固连，使得顶盘水平设置，且第三弹簧片和水平面之间的夹角不等于90°；所述压电换能器前梁、后梁的端部分别和所述第一连接块、第二连接块对应固连，且压电换能器的轴线和所述顶盘长度方向上的边平行；所述调节螺栓包含螺帽和螺柱；第一挡件、第二挡件、第三挡件的上表面分别设有M个、N个、P个调节凹槽，所述调节凹槽均为和所述顶盘垂直的条形凹槽，且调节凹槽均设有和所述顶盘垂直的条形通槽，所述调节凹槽的宽度大于所述调节螺栓的螺帽的直径，条形通槽的宽度小于调节螺栓的螺帽的直径且大于调节螺栓螺柱的直径；所述顶盘上表面上设有M+N+P个和所述第一挡件上M个、第二挡件上N个、第三挡件上P个调节凹槽一一对应的定位螺纹盲孔；所述M+N+P个调节螺栓一一对应从M+N+P个调节凹槽中穿过、和所述M+N+P个定位螺纹盲孔一一对应螺纹相连，将第一挡件、第二挡件、第三挡件固定在所述顶盘上，使得第一挡件和第二挡件之间形成送料槽，第一挡件和第三挡件之间形成出料槽，第二挡件和第三挡2CN115924500A权利要求书2/3页件之间形成回退槽；所述回退槽和出料槽之间的夹角为锐角；所述压电双晶片一端和所述第三挡件固连，另一端和所述第二挡件相抵，用于在非驱动状态下隔阻送料槽和回退槽使得送料槽和出料槽联通，在驱动状态下隔阻送料槽和出料槽使得送料槽和回退槽联通。2.根据权利要求1所述的基于压电换能器惯性驱动的直线送料装置，其特征在于，所述前梁、中梁、后梁上均周向设有若干用于夹持的键。3.根据权利要求1所述的基于压电