一種承載式變摩擦力非對稱磁壓電慣性旋轉驅動器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種承載式變摩擦力非對稱磁壓電慣性旋轉驅動器，是一種電磁混合作用驅動機構。驅動器由底座、軸承、軸、旋轉主體、磁支架、隔離套、指針和承載裝置組成。軸與固定在圓形底座上的軸承連接，頂部安裝有指針，隔離套、磁支架通過螺栓與主體塊連接，旋轉主體與軸過盈配合。當給旋轉主體上的壓電雙晶片施加對稱信號時，壓電雙晶片在非對稱夾持下產生非對稱慣性力矩，此力矩通過磁支架上的永磁體產生的對稱磁場力進一步加強，在承載變摩擦裝置的配合下，能實現旋轉主體的定向轉動，其中的隔離套用于保護驅動器結構。本實用新型的優點在于：摩擦力調節方便、方式新穎、驅動電路簡單、運動平穩、無干擾。
【專利說明】
一種承載式變摩擦力非對稱磁壓電慣性旋轉驅動器
技術領域
[0001]本實用新型屬于壓電精密驅動技術領域，涉及一種承載式變摩擦力非對稱磁壓電慣性旋轉驅動器。
【背景技術】
[0002]微位移驅動器在生物工程、醫療器械、航空航天及救災設備等領域有著廣泛的應用。傳統微位移驅動器多采用齒輪、杠桿、精密絲杠或導軌等傳動轉換方式，傳動效率低，精度不高，結構較為復雜，難于控制。精密壓電驅動器具有結構簡單緊湊、分辨率高、無電磁干擾、行程大等特點，因此已廣受關注。
[0003]目前壓電慣性驅動器的驅動信號常采用非對稱型電信號，其電路系統較為復雜，不利于微型化。對于采用非對稱摩擦力實現驅動的壓電慣性驅動器，由于摩擦力是非線性的，計算和建模復雜，并且難于控制。
[0004]針對目前壓電慣性驅動器所存在的問題，本實用新型提出利用承載式的變摩擦力裝置，對稱電信號驅動壓電雙晶片，通過非對稱夾持機構形成非對稱慣性力矩并經過永磁體磁場力進一步作用，最終實現驅動器的定向驅動，具有摩擦控制方便，驅動電路簡單，精度高，輸出轉速高，行程高，驅動穩定等優點。
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的是針對目前壓電慣性驅動器采用復雜的電信號控制系統，摩擦力難于控制等問題，提出一種承載式變摩擦力非對稱磁壓電慣性旋轉驅動器，利用磁場力和壓電效應的混合作用，并以承載量來改變摩擦力作為配合，使摩擦力調整更為方便，為新型壓電驅動器的研發提供了一種新思路。
[0006]本實用新型所采用的技術方案是:中心軸4與底板I幾何中心上的軸承2內圈過盈配合，旋轉主體與軸4過盈配合，壓電雙晶片606的外伸端用螺栓615固定兩個相同的鐵質量塊607構成驅動臂，另一端用兩片相同的夾持片611通過螺栓613固定在L形夾持塊614上，永磁體609通過螺栓608固定在磁支架603的懸臂端形成磁臂，且在驅動臂兩側對稱布置，運用隔離套616將驅動臂與磁臂隔離，并與分別對稱布置的4個磁臂、2個驅動臂通過螺栓610、604同主體塊601共同構成旋轉主體。托盤6中心開沉孔并通過螺釘5與軸4連接，形成承載裝置，通過改變所承受的負載量來改變摩擦力。
[0007]所述承載式變摩擦力裝置是在托盤6的幾何中心開沉孔，并用螺釘5將其固定在軸4上，可在托盤上加一定量的負載，改變角接觸球軸承2承受的軸向力，從而改變軸4與軸承2之間的摩擦力，實現承載式變摩擦力。
[0008]所述隔離套616將磁臂與驅動臂隔離起來，實現在不改變驅動力大小的情況下，不使驅動臂與磁臂之間靠得過近而使被磁臂吸引住，起到保護作用。
[0009]本實用新型旋轉主體中永磁體609和鐵質量塊607具有相同的結構尺寸，永磁體609磁場力對驅動臂端部質量塊607具有吸引作用，由于隔離套的存在，磁場力不受影響，同時運用夾持片611和L型夾持塊614設計成可調式的夾持差結構，使驅動器可采用對稱驅動激勵信號進行驅動。
[0010]本實用新型克服了電信號控制系統復雜，摩擦力難于控制等缺點，運用對稱電信號作為驅動信號，使驅動電路簡單化，運用承載式的變摩擦力裝置，使摩擦力調節更加便捷，驅動過程更加穩定。本實用新型所提出的承載式變摩擦力非對稱磁壓電慣性旋轉驅動器屬于混合型驅動器，具有低成本、運行穩定、控制方便、機械結構連接方便等優點。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的結構不意圖；
[0012]圖2是本實用新型的旋轉主體結構示意圖；
[0013]圖3是本實用新型承載式變摩擦力裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖進一步說明實施方法:
[0015]如圖1、圖2所示，中心軸4與底板I幾何中心上的角接觸球軸承2內圈過盈配合，旋轉主體與軸4過盈配合，壓電雙晶片的外伸端粘接兩個相同的鐵質量塊607構成驅動臂，另一端用兩片相同的夾持片611通過螺栓613固定在L形夾持塊614上，永磁體609通過螺栓608固定在磁支架603的懸臂端形成磁臂，且在驅動臂兩側對稱布置，運用隔離套616將驅動臂與磁臂隔離，并與分別對稱布置的4個磁臂、2個驅動臂通過螺栓610、604同主體塊601共同構成旋轉主體。托盤6中心開沉孔并通過螺釘5與軸4連接，形成承載裝置，預先加載一定量的負載，來改變驅動器的摩擦力。
[0016]裝配時，所述隔磁套616與磁支架603共同用螺栓610和主體塊601固定，兩側的磁臂均通過螺栓610固定。
[0017]如圖3所示，所述托盤6幾何中心開沉孔，通過螺釘5固定于軸上，托盤上放置一定的承載量，來改變承載重，從而改變軸4與軸承2之間的摩擦力，最終實現承載式的變摩擦力。
[0018]本實用新型工作時，施加周期性對稱方波激勵信號，驅動臂在該信號下由于夾持差的存在產生非對稱的驅動力，該力通過永磁體609磁場力的進一步作用，并在承載式變摩擦力裝置的配合下，使驅動臂沿軸4中心線方向產生慣性力矩差，實現旋轉主體產生旋轉角位移差，驅動器將定向運動，指針3用于測量驅動器的運動行程。
【主權項】
1.一種承載式變摩擦力非對稱磁壓電慣性旋轉驅動器，其特征在于，中心軸(4)與底板(I)幾何中心上的角接觸球軸承(2)內圈過盈配合，旋轉主體與軸(4)過盈配合，壓電雙晶片(606)的外伸端用螺栓(615)固定兩個相同的鐵質量塊(607)構成驅動臂，另一端用兩片相同的夾持片(611)通過螺栓(613)固定在L形夾持塊(614)上，永磁體(609)通過螺栓(608)固定在磁支架(603)的懸臂端形成磁臂，且在驅動臂兩側對稱布置，運用隔離套(616)將驅動臂與磁臂隔離，并與分別對稱布置的4個磁臂、2個驅動臂通過螺栓(610、604)同主體塊(601)共同構成旋轉主體，托盤(6)中心開沉孔并通過螺釘(5)與軸(4)連接，形成承載裝置，通過改變負載量來改變摩擦力。2.根據權利要求1所述的承載式變摩擦力非對稱磁壓電慣性旋轉驅動器，其特征在于，所述托盤(6)中心開沉孔并運用螺釘(5)與軸(4)固定連接，形成承載裝置。3.根據權利要求1所述的承載式變摩擦力非對稱磁壓電慣性旋轉驅動器，其特征在于，隔離套(616)運用與固定磁臂相同的螺栓(610)固定在主體塊(601)上。
【文檔編號】H02N2/02GK205490229SQ201620045023
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月7日
【發明人】程光明, 陳康, 溫建明, 邢春美, 朱澎鋒, 朱苗苗
【申請人】浙江師范大學