CN108791539A - 一种宏微结合的调节装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种宏微结合的调节装置，包括第一活动面、与所述第一活动面相连接的第二活动面、与所述第一活动面相连接的液压驱动机构以及与所述第二活动面相连接的压电驱动机构；所述压电驱动机构包括陶瓷驱动器、与所述陶瓷驱动器相连接的连接机构以及与所述连接机构相连接的连接块，所述连接机构分别与所述陶瓷驱动器和连接块相连接。本发明提供的宏微结合的调节装置，通过所述液压驱动机构实现对第一活动面的粗调节，通过所述压电驱动机构实现对第二活动面的精调节，调节时，可以根据实际需要，选择液压驱动机构和/或压电驱动机构实现姿态的调节，调节精度高，满足高难度调节的市场需求。

Description

一种宏微结合的调节装置
技术领域
本发明涉及一种位移驱动设备技术领域，尤其涉及一种宏微结合的调节装置。
背景技术
对于一些位移设置，如汽车、飞机等，其调节装置均是采用一维的宏驱动，即机械的传动装置，如精密丝杆传功、直线电机、音圈电机等，这种装置结构笨重、精度较低，其精度一端限制在毫米级，无法满足精密调节的需要，尤其是对于一些飞行姿态变化多的小型飞机；而采用压电陶瓷为代表的微驱动装置，其定位精度能够达到纳米级，但其行程只能达到几十微米，无法实现大行程的调节，故需要采用一种宏微结合的调节装置，解决上述问题。
现有的宏微结合的复合机构，多用于机床和精密加工领域，调节装置的精密控制方面，鲜少采用宏微结合的调节机构。因此，有必要提出一种宏微结合的调节装置，解决以上问题。
本发明提出一种宏微结合的调节装置，通过液压机构实现宏驱动，再以压电陶瓷驱动微棘轮实现微驱动，实现大行程及微调节，调节精度高，满足市场需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种宏微结合的调节装置，通过液压机构实现宏驱动，再以压电陶瓷驱动微棘轮实现微驱动，实现大行程及微调节，调节精度高，满足市场需求。
为了解决上述技术问题，本发明提出一种宏微结合的调节装置，包括第一活动面、与所述第一活动面相连接的第二活动面、与所述第一活动面相连接的液压驱动机构以及与所述第二活动面相连接的压电驱动机构；
所述压电驱动机构包括陶瓷驱动器、与所述陶瓷驱动器相连接的连接机构以及与所述连接机构相连接的连接块，所述连接机构分别与所述陶瓷驱动器和连接块相连接；
所述液压驱动机构驱动所述第一活动面升降，实现宏观调节；
所述陶瓷驱动器驱动所述连接机构，通过所述连接机构带动所述第二活动面转动，实现微调节。
优选地，所述第二活动面包括至少一个活动单元，每个所述活动单元分别匹配一个所述压电驱动机构。
优选地，所述液压驱动机构与所述第一活动面相连接，其包括液压泵以及与所述液压泵相连接的液压连杆。
优选地，所述陶瓷驱动器用于提供所述第二活动面的转动的动力，其包括至少两个压电陶瓷片和驱动棘爪，所述驱动棘爪与压电陶瓷片相连接。
优选地，所述连接机构包括偏心棘轮以及与所述偏心棘轮相连接的压电连杆。
优选地，所述偏心棘轮与所述驱动棘爪相匹配，其上设有若干齿结构，所述齿结构的形状及大小与所述驱动棘爪的形状及大小相匹配。
优选地，所述偏心棘轮上设有连杆安装位，所述连杆安装位位于所述偏心棘轮的非中心位置；
所述压电连杆与所述偏心棘轮活动连接，其一端安装于所述连杆安装位处，另一端与所述连接块相连接。
优选地，应用于汽车尾翼。
优选地，应用于飞机机翼。
优选地，所述第一活动面为主机翼，所述第二活动面为副机翼，所述副机翼由至少一个活动单元构成，每个所述活动单元相应设有一个压电驱动机构。
实施本发明，具有如下有益效果：
1、本发明提供的宏微结合的调节装置，通过所述液压驱动机构实现对第一活动面的粗调节，通过所述压电驱动机构实现对第二活动面的精调节，调节时，可以根据实际需要，选择液压驱动机构和/或压电驱动机构实现姿态的调节，调节精度高，满足高难度调节的市场需求。
2、本发明提供的宏微结合的调节装置，每个所述活动单元分别匹配一起压电驱动机构，各个活动单元之间的运动相互独立，互不影响，提高了调节精度。
3、本发明提供的宏微结合的调节装置，可以根据实际的移动需要，选择启动液压驱动机构和/或压电驱动机构，实现对移动机构的粗调节和/或微调节，满足移动设备的大行程调节和精调节。
4、本发明提供的宏微结合的调节装置，压电驱动器的结构简单，体积小，重量轻，占用空间小，满足移动设备的小型化设计。
附图说明
图1是本发明宏微结合的调节装置的结构示意图；
图2是图1中A处放大图；
图3是图1中B处放大图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。
如图1-3所示，本发明实施例提供了一种宏微结合的调节装置，包括第一活动面1、与所述第一活动面1相连接的第二活动面2、与所述第一活动面1相连接的液压驱动机构3以及与所述第二活动面2相连接的压电驱动机构4；
所述压电驱动机构4包括陶瓷驱动器41、与所述陶瓷驱动器41相连接的连接机构42以及与所述连接机构42相连接的连接块43，所述连接机构42分别与所述陶瓷驱动器41和连接块43相连接；
所述液压驱动机构3驱动所述第一活动面1升降，实现宏观调节；
所述陶瓷驱动器4驱动所述连接机构42，通过所述连接机构42带动所述第二活动面2转动，实现微调节。
所述第一活动面1用于实现移动设备的宏观调节，即大行程调节，其与所述第二活动面2相连接，所述第一活动面1运动时，所述第二活动面2跟随所述第一活动面1一起运动。
此处需要说明的是，本发明提到的移动设备是指需要调节移动姿态的设备，如飞机、汽车等，下同。
所述第二活动面2与所述第一活动面1相连接，用于实现移动设备的微调节，为了实现移动设备的精密调节，所述第二活动面2包括至少一个活动单元21，每个所述活动单元21分别匹配一个所述压电驱动机构4，用以实现每个所述活动单元21的独立调节。
所述液压驱动机构3与所述第一活动面1相连接，其包括液压泵31以及与所述液压泵31相连接的液压连杆32，所述液压泵驱动3所述液压连杆32的伸缩，所述液压连杆32与所述第一活动面1相连接，故所述液压泵31通过所述液压连杆32实现对所述第一活动面1的位置调节。
需要宏调节时，所述液压泵31伸长或缩短，所述液压连杆32在所述液压泵31的作用下伸长或缩短，与所述液压连杆32相连接的第一活动面1在所述液压连杆32的作用下，位置上升或下降，实现了第一活动面1位置的调节，从而改变了所述第一活动面1周围的空气阻力，从而实现移动设备的移动姿态的调节。
所述压电驱动机构4包括陶瓷驱动器41、与所述陶瓷驱动器41相连接的连接机构42以及与所述连接机构42相连接的连接块43，所述连接机构42分别与所述陶瓷驱动器41和连接块43相连接。
所述陶瓷驱动器41用于提供所述第二活动面2的转动的动力，其由至少两个压电陶瓷片构成，本发明利用压电陶瓷片的逆压电效应，当两个所述压电陶瓷片在外电场作用下会产生应变，应变的大小与电场的大小成正比。需要改变飞机姿态时，外界给所述陶瓷驱动器输出电信号，所述陶瓷驱动器在电信号的作用下产生位移。
为了实现所述陶瓷驱动器41与所述连接机构42之间的相互作用，所述陶瓷驱动器还包括驱动棘爪44，所述驱动棘爪与压电陶瓷片相连接，当所述压电陶瓷片产生位移时，所述驱动棘爪44跟随所述压电陶瓷片运动，于是产生向外的推力或拉力，实现所述陶瓷驱动器的驱动功能。
所述连接机构42用于实现所述陶瓷驱动器41与第二活动面2之间的力的传动，实现所述陶瓷驱动器41对所述第二活动面2的控制，其包括偏心棘轮421以及与所述偏心棘轮421相连接的压电连杆422，所述偏心棘轮421与所述驱动棘爪44相匹配，其上设有若干齿结构，所述齿结构的形状及大小与所述驱动棘爪44的形状及大小相匹配，调节移动设备姿态时，所述驱动棘爪44推动所述齿结构，实现所述偏心棘轮421的转动。为了实现所述陶瓷驱动器41与所述第二活动面2之间的力的传动，所述偏心棘轮421上设有连杆安装位，所述连杆安装位位于所述偏心棘轮421的非中心位置，故当所述偏心棘轮421转动时，改变所述连杆安装位与所述第二活动面2之间的间距，实现对所述第二活动面2的控制及调节。
另一方面，无需调节第二活动面2时，所述驱动棘爪44的位置固定，位于相邻所述齿结构之间，抵住所述齿结构，并压住其相邻的齿结构，实现了第二活动面2的自锁功能，防止飞机在飞行过程中，因空气阻力等外力的作用，引起第二活动面2转动，影响飞机的正常飞行。
所述压电连杆422与所述偏心棘轮421活动连接，其一端安装于所述连杆安装位处，另一端与所述连接块43相连接，所述压电连杆422与所述连接块43活动连接，所述连接块43固定于所述第二活动面2上，此处由于所述连杆安装位位于所述偏心棘轮421的非中心处，且所述压电连杆422的两端均为活动连接，故所述偏心棘轮421转动时，所述压电连杆422跟随所述偏心棘轮421运动，改变所述压电连杆422与所述连接块43之间的连接角度，从而带动所述连接块43摆动，与所述连接块43相连接的第二活动面2跟随所述连接块一起摆动，实现了所述第二活动面2的角度微调节。
所述连接块43与所述压电连杆422活动连接，其固定于所述第二活动面2上，用于配合所述连接机构43及陶瓷驱动器41实现对所述第二活动面2的微调节。
本发明提供的一种宏微结合的调节装置，通过所述液压驱动机构3实现对第一活动面1的粗调节，通过所述压电驱动机构4实现对第二活动面2的精调节，调节时，可以根据实际需要，选择液压驱动机构3和/或压电驱动机构4实现姿态的调节，调节精度高，满足高难度调节的市场需求。
本发明的宏微结合的调节装置，主要应用于精密转动机构，主要应用于需要二维调整位姿角度的装置，如汽车尾翼或飞机机翼。
下面以宏微结合的调节装置应用于飞机机翼为例进行具体说明，所述第一活动面1为主机翼，所述第二活动面2为副机翼，所述副机翼由至少一个活动单元构成，每个所述活动单元相应设有一个压电驱动机构4，实现各个活动单元的独立调节，实现飞机机翼的精调节。
调节飞机飞行姿态时，首先启动液压驱动机构调节所述主机翼的位置，与所述主机翼相连接的副机翼跟随所述主机翼一起运动；再启动压电驱动机构调节所述副机翼的连接简单，具体的，往所述陶瓷驱动器中输入电场，两个压电陶瓷片产生位移后带动所述驱动棘爪移动，驱动棘爪推动所述偏心棘轮转动，再通过连接机构和连接块将驱动力专递至所述活动单元，实现副机翼的精调节，宏微结构，调节精度高，能够实现高难度飞行，满足市场需求。
实施本发明，具有如下有益效果：
1、本发明提供的宏微结合的调节装置，通过所述液压驱动机构实现对第一活动面的粗调节，通过所述压电驱动机构实现对第二活动面的精调节，调节时，可以根据实际需要，选择液压驱动机构和/或压电驱动机构实现姿态的调节，调节精度高，满足高难度调节的市场需求。
2、本发明提供的宏微结合的调节装置，每个所述活动单元分别匹配一起压电驱动机构，各个活动单元之间的运动相互独立，互不影响，提高了调节精度。
3、本发明提供的宏微结合的调节装置，可以根据实际的移动需要，选择启动液压驱动机构和/或压电驱动机构，实现对移动机构的粗调节和/或微调节，满足移动设备的大行程调节和精调节。
4、本发明提供的宏微结合的调节装置，压电驱动器的结构简单，体积小，重量轻，占用空间小，满足移动设备的小型化设计。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种宏微结合的调节装置，其特征在于，包括第一活动面、与所述第一活动面相连接的第二活动面、与所述第一活动面相连接的液压驱动机构以及与所述第二活动面相连接的压电驱动机构；
所述压电驱动机构包括陶瓷驱动器、与所述陶瓷驱动器相连接的连接机构以及与所述连接机构相连接的连接块，所述连接机构分别与所述陶瓷驱动器和连接块相连接；
所述液压驱动机构驱动所述第一活动面升降，实现宏观调节；
所述陶瓷驱动器驱动所述连接机构，通过所述连接机构带动所述第二活动面转动，实现微调节。
2.如权利要求1所述的宏微结合的调节装置，其特征在于，所述第二活动面包括至少一个活动单元，每个所述活动单元分别匹配一个所述压电驱动机构。
3.如权利要求1所述的宏微结合的调节装置，其特征在于，所述液压驱动机构与所述第一活动面相连接，其包括液压泵以及与所述液压泵相连接的液压连杆。
4.如权利要求1所述的宏微结合的调节装置，其特征在于，所述陶瓷驱动器用于提供所述第二活动面的转动的动力，其包括至少两个压电陶瓷片和驱动棘爪，所述驱动棘爪与压电陶瓷片相连接。
5.如权利要求4所述的宏微结合的调节装置，其特征在于，所述连接机构包括偏心棘轮以及与所述偏心棘轮相连接的压电连杆。
6.如权利要求5所述的宏微结合的调节装置，其特征在于，所述偏心棘轮与所述驱动棘爪相匹配，其上设有若干齿结构，所述齿结构的形状及大小与所述驱动棘爪的形状及大小相匹配。
7.如权利要求5所述的宏微结合的调节装置，其特征在于，所述偏心棘轮上设有连杆安装位，所述连杆安装位位于所述偏心棘轮的非中心位置；
所述压电连杆与所述偏心棘轮活动连接，其一端安装于所述连杆安装位处，另一端与所述连接块相连接。
8.如权利要求1-7任一项所述的宏微结合的调节装置，其特征在于，应用于汽车尾翼。
9.如权利要求1-7任一项所述的宏微结合的调节装置，其特征在于，应用于飞机机翼。
10.如权利要求9所述的宏微结合的调节装置，其特征在于，所述第一活动面为主机翼，所述第二活动面为副机翼，所述副机翼由至少一个活动单元构成，每个所述活动单元相应设有一个压电驱动机构。
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