自消除步态累积误差的压电电机以及驱动方法.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CN114337366A(43)申请公布日2022.04.12(21)申请号202210147027.8(22)申请日2022.02.17(71)申请人哈尔滨工业大学（深圳）地址518052广东省深圳市南山区桃源街道深圳大学城哈尔滨工业大学校区(72)发明人章阳坤栾雨昂陆文杰朱宇航(74)专利代理机构北京圣州专利代理事务所(普通合伙)11818代理人王振佳(51)Int.Cl.H02N2/06(2006.01)H02N2/04(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图3页(54)发明名称自消除步态累积误差的压电电机以及驱动方法(57)摘要本发明公开了一种自消除步态累积误差的压电电机，包括定子、动子和传动件，所述传动件与所述动子固定连接，所述定子包括纵向直线进给驱动器、横向进给驱动器以及啮合件，所述啮合件固定于所述横向进给驱动器的顶部，所述横向进给驱动器固定于所述纵向直线进给驱动器的顶部，所述动子底部开设有若干啮合槽，所述啮合槽与所述啮合件相适配。采用上述一种自消除步态累积误差的压电电机以及驱动方法，不需要设置传感器达到精准定位的效果，降低成本，运行可靠。CN114337366ACN114337366A权利要求书1/2页1.一种自消除步态累积误差的压电电机，包括定子、动子和传动件，所述传动件与所述动子固定连接，其特征在于：所述定子包括纵向直线进给驱动器、横向进给驱动器以及啮合件，所述啮合件固定于所述横向进给驱动器的顶部，所述横向进给驱动器固定于所述纵向直线进给驱动器的顶部；所述动子底部开设有若干啮合槽，所述啮合槽与所述啮合件相适配。2.根据权利要求1所述的一种自消除步态累积误差的压电电机，其特征在于：所述传动件为直线导轨，所述啮合件为定子齿，所述啮合槽为V型槽，所述横向进给驱动器为横向直线进给驱动器。3.根据权利要求1所述的一种自消除步态累积误差的压电电机，其特征在于：所述传动件为转动轴，所述啮合件为公锥台，所述啮合槽为母锥槽，所述横向进给驱动器为横向旋转进给驱动器。4.一种基于上述权利要求1或2所述的一种自消除步态累积误差的压电电机的驱动方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤S1：初始状态下，纵向直线进给驱动器和横向直线进给驱动器均保持断电状态，定子齿顶紧于动子的V型槽内，当定子齿无法与V型槽啮合，初始位的定位移误差Δd0；步骤S2：纵向直线进给驱动器保持断电，横向直线进给驱动器通电，使得定子齿移动一个齿距D的距离，动子的第一位移误差Δd1；步骤S3：纵向直线进给驱动器和横向直线进给驱动器均保持通电状态，使得定子齿竖直向下运动距离h，定子齿脱离V型槽，动子的第二位移误差Δd2；步骤S4：纵向直线进给驱动器保持通电，横向直线进给驱动器断电，使得定子齿回到初始水平位置，动子的第三位移误差Δd3；步骤S5：纵向直线进给驱动器断电，横向直线进给驱动器保持断电，当定子齿与动子的V型槽啮合时，在定子齿与动子的V型槽啮合作用下，动子移动补偿累积误差da1＝Δd0+Δd1+Δd2+Δd3，当定子齿与动子的V型槽无法啮合时，动子的第四位移误差Δd4，重复步骤S2至S5补偿累积误差da2＝da1+Δd4。5.根据权利要求4所述的一种自消除步态累积误差的压电电机的驱动方法，其特征在于：在步骤S2中，动子步进总位移X1＝D+Δd0+Δd1；在步骤S3中，动子步进总位移X2＝D+Δd0+Δd1+Δd2。在步骤S4中，动子步进总位移X3＝D+Δd0+Δd1+Δd2+Δd3。在步骤S5中，定子齿与动子的V型槽啮合的条件为0.5D＜da1+D＜1.5D，当定子齿与动子的V型槽无法啮合时，动子步进总位移X4＝D+Δd4。6.一种基于上述权利要求1或3所述的一种自消除步态累积误差的压电电机的驱动方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤S1：初始状态下，纵向直线进给驱动器和横向旋转进给驱动器均保持断电状态，公锥台顶紧于动子的母锥槽内，实现电机断电自锁，当公锥台无法与母锥槽啮合，初始位的定位移误差Δθ0。步骤S2：纵向直线进给驱动器保持断电，横向旋转进给驱动器通电，使得公锥台旋转一个角度θ，动子的第一角度误差Δθ1；2CN114337366A权利要求书2/2页步骤S3：纵向直线进给驱动器和横向旋转进给驱动器均保持通电状态，使得公锥台竖直向下运动距离h，公锥台脱离母锥槽，动子的第二角度误差Δθ2；步骤S4：纵向直线进给驱动器保持通电，横向旋转进给驱动器断电，使得公锥台回到初始水平位置，动子的第三角度误差Δθ3；步骤S5：纵向直线进给驱动器断电，横向旋转进给驱动器保持断电，当公锥台与动子的母锥槽啮合时，在公锥台与动子的母锥槽啮合作用下，动子移动补偿累积误差θa1＝Δθ0+Δθ1+Δθ2+Δθ3，当公