一种压电换能器驱动的旋转型送料装置及其工作方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115924424A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202211514741.2(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)发明人王亮李赛王鑫(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.B65G27/08(2006.01)B65G27/16(2006.01)B65G27/32(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种压电换能器驱动的旋转型送料装置及其工作方法(57)摘要本发明公开了一种压电换能器驱动的旋转型送料装置及其工作方法，装置包含底座、料盘、以及n个驱动单元；工作时，对n个压电换能器同时施加预设频率的简谐激励电压信号，激发出n个压电换能器的一阶纵振模态；压电换能器的一阶纵振通过其所在驱动单元的第一弹簧片将振动放大传递给料盘，使得料盘和其内的物料产生水平方向和垂直方向的振动；当物料运动至顶点时，各个驱动单元中第一弹簧片的弹性势能到达最大值，料盘开始往回运动，物料则由于惯性呈抛物线下落；周期性振动过程中，物料在料盘中实现旋转并从料盘的物料出口输出。本发明结构简单，加工装配容易、驱动力大、驱动效果好。CN115924424ACN115924424A权利要求书1/2页1.一种压电换能器驱动的旋转型送料装置，其特征在于，包含底座、料盘、以及n个驱动单元，n为大于等于3的自然数；所述料盘呈圆盘状，其侧壁设有物料出口，下底面周向均匀设有n个和所述驱动单元一一对应的固定座；所述驱动单元包含压电换能器、连接件、第一弹簧片和第二弹簧片；所述压电换能器包含前梁、第一压电单元、夹持件、第二压电单元、后梁和预紧螺栓；所述前梁包含端部、放大部和根部，其中，所述端部、根部均为圆柱体，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；所述根部远离放大部的一端端面的中心设有和所述预设螺栓相配合的螺纹盲孔；所述后梁为横截面和前梁根部端面形状相同的圆柱体，后梁一端端面的中心设有和所述预紧螺栓相配合的沉头通孔；所述第一压电单元、第二压电单元均包含m个圆环形的压电陶瓷片，m为大于等于1的自然数；所述m个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；所述夹持件包含夹持部和固定部，所述夹持部和所述压电陶瓷片形状相同，所述固定部通过柔铰和所述夹持部的侧壁相连；所述第一预紧螺栓从后梁的沉头通孔依次穿过所述后梁、第一压电单元、夹持件的夹持部、第二压电单元后和所述前梁的螺纹盲孔螺纹相连，将后梁、第一压电单元、夹持件、第二压电单元、前梁夹紧并使其同轴；所述第一压电单元的第m个压电陶瓷片的极化方向和第二压电单元的第1个压电陶瓷片的极化方向相反；所述压电换能器的夹持件的固定部和所述底座固连，使得压电换能器后梁的轴线水平；压电换能器前梁的端部和所述连接件固连；所述第二弹簧片和压电换能器后梁的轴线垂直，一段和所述连接件固连，另一端和所述底座固连；所述第一弹簧片一段和所述连接件固连，另一端和其所在驱动单元对应的固定座固连；所述n个驱动单元的第一弹簧片和水平面的夹角相等且均不等于90°，相邻驱动单元的第一弹簧片之间的夹角相等。2.根据权利要求1所述的压电换能器驱动的旋转型送料装置，其特征在于，所述压电换能器的前梁上周向设有若干用于夹持的键。3.根据权利要求1所述的压电换能器驱动的旋转型送料装置，其特征在于，所述m取2，n取4。4.根据权利要求1所述的压电换能器驱动的旋转型送料装置的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：对n个压电换能器同时施加预设频率的简谐激励电压信号，激发出n个压电换能器的一阶纵振模态；压电换能器的一阶纵振通过其所在驱动单元的第一弹簧片将振动放大传递给料盘，使得料盘产生扭转和垂直方向的振动，放置于料盘中的物料则产生绕圆盘中心轴的平动和垂直方向的运动；当物料运动至顶点时，各个驱动单元中第一弹簧片的弹性势能到2CN115924424A权利要求书2/2页达最大值，料盘开始往回运动，物料则由于惯性呈抛物线下落；周期性振动过程中，物料在料盘中实现旋转并从料盘的物料出口输出。5.一种压电换能器驱动的旋转型送料装置，其特征在于，包含底座、料盘、以及n个驱动单元，n为大于等于3的自然数；所述料盘呈圆盘状，其侧壁设有物料出口，下底面周向均匀设有n个和所述驱动单元一一对应的固定座；所述驱动单元包含压电换能器、柔铰、柔铰支座、连接件、第一弹簧片和第二弹簧片；所述压电换能器包含梁体和p个压电陶瓷片，p为大于