CN107947448A - 一种新型直线压电作动器 - Google Patents
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Abstract
一种新型直线压电作动器,该作动器主要由丝杠、承载螺母、力矩电机及驱动螺母等组成,其特征在于:承载螺母、力矩电机和驱动螺母通过柔性联轴器依次连接在一起,置于外壳的内部,驱动螺母的另一侧设有压电叠堆,丝杠位于作动器的中心,穿过压电叠堆、驱动螺母、柔性联轴器、力矩电机和承载螺母,丝杠位于作动器内部的一端上设有滚珠花键,压电叠堆及滚珠花键均置于外壳的内部;本发明的优点是:该作动器螺旋箝位机构只需偏转扭矩,不需偏转力,可以方便地通过传统的电磁电机或者超声电机提供偏转扭矩,具有大行程、大推力、断电自锁和成本低等特点。
Description
技术领域
本发明涉及机械设备技术领域,尤其是涉及一种新型直线压电作动器。
背景技术
由于压电材料具有优越的动态性能、高能量密度和增量式定位能力,所以目前世界多国重点研究使用压电材料的作动器(压电作动器)。和传统的电磁作动器相比,压电作动器具有不需要绕组和磁路、不依靠电磁耦合来获得动力、定位精度高、输出力大和响应速度快等优点。压电作动器的种类繁多,对于应用于输出直线或旋转运动的压电作动器,可以分为:压电超声电机、压电微位移作动器、压电惯性作动器和压电尺蠖作动器。目前,压电超声电机发展较为成熟,已成功运用到光学机器、汽车、航空航天和生物医学工程等领域中。压电超声电机具有低速大转矩、结构紧凑、响应速度快、噪声极低、断电自锁、不受磁场干扰、运动精确等优点及耐低温、可在真空中正常运行等特点,但压电超声电机由于其原理的限制导致输出力较小。压电微位移作动器的结构较为简单紧凑,输出力大,定位精度高,动态特性好,但工作行程较小。压电惯性作动器具有高分辨率、大行程的特点,但没有箝位机构导致输出力和输出刚度较小,且定位精度低。
发明内容
为克服上述问题,本发明采用如下技术方案:
一种新型直线压电作动器,该作动器主要由由丝杠、承载螺母、力矩电机及驱动螺母等组成,其特征在于:承载螺母、力矩电机和驱动螺母通过柔性联轴器依次连接在一起,置于外壳的内部,驱动螺母的另一侧设有压电叠堆,丝杠位于作动器的中心,穿过压电叠堆、驱动螺母、柔性联轴器、力矩电机和承载螺母,丝杠位于作动器内部的一端上设有滚珠花键,压电叠堆及滚珠花键均置于外壳的内部。
所述丝杠与承载螺母及驱动螺母的螺旋面锲角小于7°。
本发明的优点是:该作动器螺旋箝位机构只需偏转扭矩,不需偏转力,可以方便地通过传统的电磁电机或者超声电机提供偏转扭矩,具有大行程、大推力、断电自锁和成本低等特点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示,一种新型直线压电作动器,该作动器主要由由丝杠1、承载螺母2、力矩电机3及驱动螺母4等组成,承载螺母2、力矩电机3和驱动螺母4通过柔性联轴器5依次连接在一起,置于外壳8的内部,驱动螺母4的另一侧设有压电叠堆6,丝杠1位于作动器的中心,穿过压电叠堆6、驱动螺母4、柔性联轴器5、力矩电机3和承载螺母2,丝杠1位于作动器内部的一端上设有滚珠花键7,压电叠堆6及滚珠花键7均置于外壳8的内部。
所述丝杠1与承载螺母2及驱动螺母4的螺旋面锲角小于7°。
工作原理如下:
工作时,同时施加压电叠堆6激励信号和力矩电机3起动信号后,压电叠堆6开始伸长,将驱动螺母4向上顶,驱动螺母4带动丝杠1向上运动。此过程中,丝杠1带动承载螺母2向上运动,因此承载螺母2不再承受负载压力,开始在力矩电机3的带动下正向旋转,产生向着承载面方向的轴向位移。因驱动螺母4和压电叠堆6之间的压力很大,所产生的摩擦力阻止了驱动螺母4跟随力矩电机3旋转。
压电叠堆6继续伸长到最大伸长位置处,继续带动丝杠1向上运动。此过程中,承载螺母2在力矩电机3的带动下继续正向旋转,直到旋回承载面,驱动螺母4同样因其和压电叠堆6之间的摩擦力而不跟随力矩电机旋转。
Claims (2)
1.一种新型直线压电作动器,该作动器主要由由丝杠(1)、承载螺母(2)、力矩电机(3)及驱动螺母(4)等组成,其特征在于:承载螺母(2)、力矩电机(3)和驱动螺母(4)通过柔性联轴器(5)依次连接在一起,置于外壳(8)的内部,驱动螺母(4)的另一侧设有压电叠堆(6),丝杠(1)位于作动器的中心,穿过压电叠堆(6)、驱动螺母(4)、柔性联轴器(5)、力矩电机(3)和承载螺母(2),丝杠(1)位于作动器内部的一端上设有滚珠花键(7),压电叠堆(6)及滚珠花键(7)均置于外壳(8)的内部。
2.根据权利要求1所述的一种新型直线压电作动器,其特征在于:所述丝杠(1)与承载螺母(2)及驱动螺母(4)的螺旋面锲角小于7°。
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Cited By (1)
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CN109194020A (zh) * | 2018-11-07 | 2019-01-11 | 扬州电力设备修造厂有限公司 | 一种自锁可靠的高精度电动推杆 |
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2017
- 2017-10-27 CN CN201711025925.1A patent/CN107947448A/zh not_active Withdrawn
Cited By (2)
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CN109194020A (zh) * | 2018-11-07 | 2019-01-11 | 扬州电力设备修造厂有限公司 | 一种自锁可靠的高精度电动推杆 |
CN109194020B (zh) * | 2018-11-07 | 2023-10-13 | 扬州电力设备修造厂有限公司 | 一种自锁可靠的高精度电动推杆 |
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PB01 | Publication | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
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WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |