非對稱結(jié)構(gòu)精密壓電粘滑直線馬達及其驅(qū)動方法
【專利摘要】一種非對稱結(jié)構(gòu)精密壓電粘滑直線馬達及其驅(qū)動方法，以解決當(dāng)前壓電粘滑直線馬達由于摩擦力綜合調(diào)控困難所導(dǎo)致的輸出機械性能受限等問題。本發(fā)明由固定支架、加載機構(gòu)、定子和動子四部分組成，所述定子利用非對稱的柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)來產(chǎn)生側(cè)向位移，增大摩擦驅(qū)動力，減小摩擦阻力；同時將摩擦調(diào)控波復(fù)合疊加于定子快速變形階段的鋸齒驅(qū)動波中，從而降低快速變形階段定、動子間摩擦阻力，實現(xiàn)對摩擦力的綜合調(diào)控，顯著提升壓電粘滑直線馬達機械輸出特性。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、精度高、行程大等特點，在航空航天、光學(xué)精密儀器和半導(dǎo)體加工等微納精密驅(qū)動與定位領(lǐng)域中具有很好的應(yīng)用前景。
【專利說明】
非對稱結(jié)構(gòu)精密壓電粘滑直線馬達及其驅(qū)動方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種非對稱結(jié)構(gòu)精密壓電粘滑直線馬達及其驅(qū)動方法，屬于微納精密驅(qū)動與定位技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]壓電粘滑直線馬達是一種利用壓電元件的逆壓電效應(yīng)，在非對稱電信號激勵下激發(fā)振子(或稱定子)產(chǎn)生微幅振動，通過振子與動子間的摩擦耦合實現(xiàn)機械能輸出的精密微納驅(qū)動器。按照驅(qū)動工作原理的不同，壓電粘滑直線馬達主要分為共振型壓電馬達(也稱超聲波電機)與非共振型壓電馬達(也稱壓電粘滑馬達)兩大類。與共振型壓電馬達相比，壓電粘滑直線馬達具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、定位精度高和控制方便等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于精密驅(qū)動與定位技術(shù)領(lǐng)域。
[0003]壓電粘滑驅(qū)動主要是將鋸齒激勵電信號施加于壓電元件，激發(fā)定子產(chǎn)生快慢交替的運動變形，控制定子與動子在“粘”和“滑”兩種運動狀態(tài)之間相互轉(zhuǎn)換，利用摩擦力驅(qū)動動子實現(xiàn)機械運動輸出。然而，由于壓電粘滑驅(qū)動緩慢與快速變形階段，定子與動子間摩擦力起到不同作用，具體為緩慢變形驅(qū)動階段時表現(xiàn)為摩擦驅(qū)動力，而快速變形驅(qū)動階段時表現(xiàn)為摩擦阻力。已有公開技術(shù)表明當(dāng)前壓電粘滑直線馬達無法實現(xiàn)對整個驅(qū)動過程的摩擦力進行綜合調(diào)控，導(dǎo)致其輸出機械性能受限。特別在定子的快速變形驅(qū)動階段，由于動子所受摩擦力與其運動方向相反，當(dāng)動子慣性力不足以克服該摩擦阻力時，將會導(dǎo)致動子產(chǎn)生回退運動，表現(xiàn)為類鋸齒狀的不平穩(wěn)運動輸出，劣化輸出性能，已有鋸齒激勵電信號無法實現(xiàn)對壓電粘滑直線馬達快速變形驅(qū)動階段摩擦力的調(diào)控，進一步限制了壓電粘滑直線馬達的應(yīng)用與發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決已有壓電粘滑直線馬達由于定子與動子間摩擦力綜合調(diào)控困難，所導(dǎo)致的輸出機械性能受限，產(chǎn)生類鋸齒狀不平穩(wěn)運動輸出，劣化輸出性能等技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種非對稱結(jié)構(gòu)精密壓電粘滑直線馬達及其驅(qū)動方法。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
所述的非對稱結(jié)構(gòu)精密壓電粘滑直線馬達由固定支架、加載機構(gòu)、定子和動子組成。
[0006]固定支架采用“L”字型結(jié)構(gòu)，具體包括固定支架安裝孔、加載機構(gòu)螺紋安裝孔、導(dǎo)軌安裝平面和導(dǎo)軌螺紋安裝孔。所述固定支架安裝孔可與其它平臺裝置進行固定，加載機構(gòu)螺紋安裝孔用于加載機構(gòu)的固定，所述導(dǎo)軌安裝平面和導(dǎo)軌螺紋安裝孔用于安裝動子。
[0007]所述加載機構(gòu)為非對稱結(jié)構(gòu)精密壓電粘滑直線馬達的鎖緊力調(diào)節(jié)機構(gòu)，所述加載機構(gòu)包括下固定平臺、上活動平臺、手動調(diào)節(jié)螺桿和緊固螺釘。所述下固定平臺設(shè)置有螺紋孔，其用于與手動調(diào)節(jié)螺桿進行螺紋連接，所述下固定平臺設(shè)置有彈簧固定柱，用于安裝彈簧，所述下固定平臺設(shè)置有導(dǎo)軌，用于上活動平臺的移動，所述導(dǎo)軌設(shè)置有導(dǎo)軌安裝螺釘，所述下固定平臺底部設(shè)置有安裝孔，通過螺紋連接可實現(xiàn)與固定支架之間的固定安裝，所述下固定平臺設(shè)置有鎖緊保持架和鎖緊保持架固定螺釘，通過調(diào)節(jié)緊固螺釘，可以實現(xiàn)對上活動平臺的鎖緊，防止加載完成后上活動平臺的移動。所述上活動平臺上端面設(shè)置有螺紋孔，用于安裝定子，所述上活動平臺的側(cè)面設(shè)置有螺紋安裝孔，所述螺紋安裝孔與緊固螺釘進行螺紋連接。
[0008]所述定子包括切口型鉸鏈、壓電堆疊、預(yù)緊螺釘和調(diào)整墊片。所述切口型鉸鏈采用非對稱平行四邊形結(jié)構(gòu)的柔性鉸鏈，通過螺釘將切口型鉸鏈與上活動平臺的上表面進行螺紋緊固連接。所述定子為采用非對稱平行四邊形結(jié)構(gòu)的柔性鉸鏈，使其軸向剛度分布不均而產(chǎn)生側(cè)向位移。所述切口型鉸鏈設(shè)置有定子驅(qū)動足，所述定子驅(qū)動足端面相應(yīng)涂有摩擦陶瓷，所述定子驅(qū)動足驅(qū)動動子運動，所述預(yù)緊螺釘安裝孔與預(yù)緊螺釘進行螺紋連接，所述壓電堆疊的后端面與預(yù)緊螺釘之間設(shè)置有調(diào)整墊片，所述壓電堆疊的前端面與切口型鉸鏈之間設(shè)置有調(diào)整墊片。
[0009]所述動子為雙列交叉滾柱導(dǎo)軌，包括固定導(dǎo)軌、活動導(dǎo)軌、保持架和導(dǎo)軌安裝螺栓。所述固定導(dǎo)軌，通過螺釘固定于導(dǎo)軌安裝平面上，所述活動導(dǎo)軌端面相應(yīng)涂有摩擦陶瓷，所述固定導(dǎo)軌設(shè)置有保持架和滾柱，保持架和滾柱為導(dǎo)軌的滑動提供支撐，導(dǎo)軌兩端設(shè)置安裝螺栓進行限位。
[0010]所述驅(qū)動方法中所采用的復(fù)合激勵電信號由摩擦調(diào)控波復(fù)合疊加于定子快速變形階段的鋸齒驅(qū)動波中，所述驅(qū)動波為鋸齒波，所述摩擦調(diào)控波為正弦波。所述驅(qū)動方法可減小快速變形階段定子與動子之間的摩擦阻力，抑制回退運動產(chǎn)生，其中鋸齒驅(qū)動波周期St1，激勵電壓幅值為V1，對稱性為D，微幅摩擦正弦調(diào)控波周期為τ2，激勵電壓幅值為％，鋸齒驅(qū)動波與微幅摩擦正弦調(diào)控波的周期比St1A2=1?100000，激勵電壓幅值比為^…大于2。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明由于采用具有摩擦力綜合調(diào)控功能的定子結(jié)構(gòu)，同時通過復(fù)合激勵電信號進行激勵，增大了定子緩慢變形驅(qū)動階段定子與動子間摩擦驅(qū)動力，降低了定子快速變形驅(qū)動階段定子與動子間摩擦阻力，實現(xiàn)了對壓電粘滑直線馬達整個驅(qū)動過程的摩擦力進行綜合調(diào)控，可顯著提升壓電粘滑直線馬達機械輸出特性，抑制位移回退運動的產(chǎn)生。與當(dāng)前已有技術(shù)相比，輸出力提升15%以上，輸出速度提升30%以上，輸出效率提升50%以上，位移回退率降低50%以上，開環(huán)條件下定位精度可達納米級。
【附圖說明】
[0012]圖1所示為本發(fā)明提出的非對稱結(jié)構(gòu)精密壓電粘滑直線馬達的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2所示為本發(fā)明提出的非對稱結(jié)構(gòu)精密壓電粘滑直線馬達固定支架的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3所示為本發(fā)明提出的非對稱結(jié)構(gòu)精密壓電粘滑直線馬達加載機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4所示為本發(fā)明提出的非對稱結(jié)構(gòu)精密壓電粘滑直線馬達加載機構(gòu)的下固定平臺的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5所示為本發(fā)明提出的非對稱結(jié)構(gòu)精密壓電粘滑直線馬達加載機構(gòu)的上活動平臺的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6所示為本發(fā)明提出的非對稱結(jié)構(gòu)精密壓電粘滑直線馬達定子的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7所示為本發(fā)明提出的非對稱結(jié)構(gòu)精密壓電粘滑直線馬達定子的柔性鉸鏈的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8所示為本發(fā)明提出的非對稱結(jié)構(gòu)精密壓電粘滑直線馬達動子的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9所示為本發(fā)明提出的非對稱結(jié)構(gòu)精密壓電粘滑直線馬達驅(qū)動方法的電信號波形示意圖。
【具體實施方式】
[0013]【具體實施方式】一:結(jié)合圖1?圖8說明本實施方式。本實施方式提供了一種非對稱結(jié)構(gòu)精密壓電粘滑直線馬達的具體實施方案。所述一種非對稱結(jié)構(gòu)精密壓電粘滑直線馬達由固定支架1、加載機構(gòu)2、定子3和動子4組成。
[0014]所述固定支架I采用“L”字型結(jié)構(gòu)，所述固定支架I可采用不銹鋼材料，所述固定支架I包括固定支架安裝孔1-1、加載機構(gòu)螺紋安裝孔1-2、導(dǎo)軌安裝平面1-3和導(dǎo)軌螺紋安裝孔1-4。所述固定支架安裝孔1-1，可與其它平臺裝置進行固定，加載機構(gòu)螺紋安裝孔1-2，用于加載機構(gòu)2的固定，所述導(dǎo)軌安裝平面1-3和導(dǎo)軌螺紋安裝孔1-4用于安裝動子4。
[0015]所述加載機構(gòu)2為非對稱結(jié)構(gòu)精密壓電粘滑直線馬達的鎖緊力調(diào)節(jié)機構(gòu)，所述加載機構(gòu)2包括下固定平臺2-1、上活動平臺2-2、手動調(diào)節(jié)螺桿2-3和緊固螺釘2-4。所述下固定平臺2-1設(shè)置有螺紋孔2-1-1，其用于與手動調(diào)節(jié)螺桿2-3進行螺紋連接，所述下固定平臺
2-1設(shè)置有彈簧固定柱2-1-2，用于安裝彈簧2-1-4，所述下固定平臺2-1設(shè)置有導(dǎo)軌2-1-3，用于上活動平臺2-2的移動。所述導(dǎo)軌2-1-3設(shè)置有4η個導(dǎo)軌安裝螺釘2-1-5，其中η為大于等于I的整數(shù)。為避免上活動平臺2-2滑出導(dǎo)軌2-1-3，所述下固定平臺2-1底部設(shè)置有安裝孔2-1-6，通過螺紋連接可實現(xiàn)與固定支架I之間的固定安裝，所述下固定平臺2-1設(shè)置有鎖緊保持架2-1-7和鎖緊保持架固定螺釘2-1-8，通過調(diào)節(jié)緊固螺釘2-4，可以實現(xiàn)對上活動平臺2-2的鎖緊，防止加載完成后上活動平臺2-2的移動。所述上活動平臺2-2上端面設(shè)置有螺紋孔2-2-1，用于固定安裝定子3，所述上活動平臺2-2的側(cè)面設(shè)置有螺紋安裝孔2-2-2，所述螺紋安裝孔2-2-2與緊固螺釘2-4進行螺紋連接。
[0016]所述定子3包括切口型鉸鏈3-1、壓電堆疊3-2、預(yù)緊螺釘3-3和調(diào)整墊片3-4。所述切口型鉸鏈3-1采用非對稱平行四邊形結(jié)構(gòu)的柔性鉸鏈，所述切口型鉸鏈3-1可采用5052、6061或7075鋁合金材料，所述切口型鉸鏈3-1設(shè)置有固定安裝孔3-1-1，通過螺釘將切口型鉸鏈3-1與上活動平臺2-2的上表面進行螺紋緊固連接，所述切口型鉸鏈3-1設(shè)置有半圓形柔性鉸鏈3-1-2、半圓形柔性鉸鏈3-1 -3、半圓形柔性鉸鏈3-1 -5和半圓形柔性鉸鏈3_1 -6。半圓形柔性鉸鏈3-1-2和半圓形柔性鉸鏈3-1-3具有相同的圓角半徑值辦，半圓形柔性鉸鏈3-1-5和半圓形柔性鉸鏈3-1-6具有相同的圓角半徑值他，通過調(diào)整圓角半徑辦與他的比值，可改變定子3的軸向剛度分布，其中,RAR2的比值范圍為0.1?I ,R1與切口型鉸鏈3-1壁厚的比值范圍為0.02?0.9。定子3采用非對稱平行四邊形結(jié)構(gòu)的柔性鉸鏈，使其沿軸向剛度分布不均而產(chǎn)生側(cè)向位移。增大緩慢變形驅(qū)動階段時摩擦驅(qū)動力，減小快速變形驅(qū)動階段時摩擦阻力，可實現(xiàn)對摩擦力的綜合調(diào)控。所述切口型鉸鏈3-1設(shè)置有定子驅(qū)動足3-1-4，所述定子驅(qū)動足3-1-4的厚度為N，活動導(dǎo)軌4-2的厚度為M，其中N<M可以保證有效接觸面積，提高傳動效率，其中M=(N+l)mm，本實施方式中M=8mm，N=7mm。所述定子驅(qū)動足3-1-4端面相應(yīng)涂有陶瓷類或玻璃纖維類摩擦材料，所述定子驅(qū)動足3-1-4驅(qū)動動子4運動。所述預(yù)緊螺釘安裝孔3-1-7與預(yù)緊螺釘3-3進行螺紋連接，所述壓電堆疊3-2可以是PI或NEC等公司的壓電堆疊產(chǎn)品。所述壓電堆疊3-2的后端面與預(yù)緊螺釘3-3之間設(shè)置有調(diào)整墊片3-4，所述壓電堆疊3-2的前端面與切口型鉸鏈3-1之間設(shè)置有調(diào)整墊片3-4，所述壓電堆疊3-2前后端面設(shè)置墊片
3-4的目的是為了保護壓電堆疊3-2，防止其產(chǎn)生切應(yīng)變或局部受力不均。通過調(diào)整預(yù)緊螺釘3-3的旋合長度，可實現(xiàn)對壓電堆疊3-2的軸向預(yù)緊調(diào)節(jié)。
[0017]所述動子4為雙列交叉滾柱導(dǎo)軌，包括固定導(dǎo)軌4-1、活動導(dǎo)軌4-2、保持架4-3和導(dǎo)軌安裝螺栓4-4。所述固定導(dǎo)軌4-1，通過導(dǎo)軌螺紋安裝孔1-4固定于導(dǎo)軌安裝平面1-3上，所述活動導(dǎo)軌4-2端面相應(yīng)涂有陶瓷類或玻璃纖維類摩擦材料，所述固定導(dǎo)軌4-1設(shè)置有保持架4-3和滾柱，保持架4-3和滾柱為動子4的滑動提供支撐。為了避免保持架4-3和滾柱滑出導(dǎo)軌，同時限制動子4的運動范圍，分別在動子4的固定導(dǎo)軌4-1和活動導(dǎo)軌4-2的兩端設(shè)置導(dǎo)軌安裝螺栓4-4，所述導(dǎo)軌安裝螺栓4-4進行限位。
[0018]【具體實施方式】二:結(jié)合圖9圖說明本實施方式。本實施方式提供了一種非對稱結(jié)構(gòu)精密壓電粘滑直線馬達驅(qū)動方法的具體實施方案。所述一種非對稱結(jié)構(gòu)精密壓電粘滑直線馬達驅(qū)動方法如下所示。
[0019]所述驅(qū)動方法中所采用的復(fù)合激勵電信號由摩擦調(diào)控波復(fù)合疊加于定子快速變形階段的鋸齒驅(qū)動波中，所述驅(qū)動波為鋸齒波，所述摩擦調(diào)控波可為正弦波。其中，鋸齒驅(qū)動波周期為T1，激勵電壓幅值為V1，對稱性為D，微幅摩擦正弦調(diào)控波周期為T2，激勵電壓幅值為V2，鋸齒驅(qū)動波與微幅摩擦正弦調(diào)控波的周期比為T1ZiT2=1?100000，激勵電壓幅值比為Vi/V2大于2。
[0020]工作原理:非對稱結(jié)構(gòu)精密壓電粘滑直線馬達及其驅(qū)動方法主要是在復(fù)合電信號激勵下，綜合調(diào)控定子與動子間的摩擦力，進而提升壓電粘滑直線馬達機械輸出特性。本發(fā)明的定子由于采用非對稱柔性鉸鏈機構(gòu)，使得定子沿軸向剛度分布不均勻，激發(fā)定子驅(qū)動端產(chǎn)生側(cè)向位移，調(diào)整定子與動子間接觸的正壓力，即在定子緩慢變形驅(qū)動階段，增大定子與動子間接觸的正壓力，進而增加定子與動子間的摩擦驅(qū)動力，在定子快速變形驅(qū)動階段，減小定子與動子間接觸的正壓力，進而減小定子與動子間的摩擦阻力，實現(xiàn)對緩慢變形驅(qū)動階段摩擦驅(qū)動力與快速變形驅(qū)動階段摩擦阻力的綜合調(diào)控，提升整機輸出性能。同時，本發(fā)明通過將摩擦調(diào)控波復(fù)合疊加于定子快速變形階段的鋸齒驅(qū)動波中，激發(fā)定子處于微幅高頻振動狀態(tài)，改善定子與動子間傳動接觸狀態(tài)，減小定子與動子間的真實接觸面積和實際接觸時間，從而降低快速變形驅(qū)動階段定、動子間摩擦阻力，抑制回退運動產(chǎn)生，可顯著提升壓電粘滑直線馬達機械輸出特性。
[0021]綜合以上所述內(nèi)容，本發(fā)明提供一種非對稱結(jié)構(gòu)精密壓電粘滑直線馬達，采用非對稱柔性鉸鏈機構(gòu)，使得定子沿軸向剛度分布不均勻而產(chǎn)生側(cè)向位移，綜合調(diào)控定子與動子間的摩擦力；本發(fā)明提供的驅(qū)動方法能夠抑制位移回退運動的產(chǎn)生，顯著提升壓電粘滑直線馬達機械輸出特性。切口型鉸鏈與壓電堆疊裝配成一個定子，裝配簡單，易于調(diào)節(jié);所設(shè)計的加載機構(gòu)，可方便的調(diào)節(jié)定子與動子之間接觸的預(yù)緊力。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、精度高和行程大等特點，在航空航天、光學(xué)精密儀器和半導(dǎo)體加工等微納精密驅(qū)動與定位領(lǐng)域中具有很好的應(yīng)用前景。
【主權(quán)項】
1.一種非對稱結(jié)構(gòu)精密壓電粘滑直線馬達，其特征在于該非對稱結(jié)構(gòu)精密壓電粘滑直線馬達由固定支架(I)、加載機構(gòu)(2)、定子(3)和動子(4)組成，其中加載機構(gòu)(2)固定在固定支架(I)上，定子(3)安裝在加載機構(gòu)(2)上，動子(4)安裝在固定支架(I)上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非對稱結(jié)構(gòu)精密壓電粘滑直線馬達，其特征在于所述固定支架(I)采用“L”字型結(jié)構(gòu)，固定支架(I)包括固定支架安裝孔(1-1)，加載機構(gòu)螺紋安裝孔(1-2)，導(dǎo)軌安裝平面(1-3)和導(dǎo)軌螺紋安裝孔(1-4);固定支架安裝孔(1-1)可與其它外圍裝置進行固定，加載機構(gòu)螺紋安裝孔(1-2)用于加載機構(gòu)(2)的固定，導(dǎo)軌安裝平面(1-3)和導(dǎo)軌螺紋安裝孔(1-4)用于安裝動子(4)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非對稱結(jié)構(gòu)精密壓電粘滑直線馬達，其特征在于所述的加載機構(gòu)(2)為非對稱結(jié)構(gòu)精密壓電粘滑直線馬達的鎖緊力調(diào)節(jié)機構(gòu)，加載機構(gòu)(2)包括下固定平臺(2-1)、上活動平臺(2-2)、手動調(diào)節(jié)螺桿(2-3)和緊固螺釘(2-4);下固定平臺(2-1)和上活動平臺(2-2)通過緊固螺釘(2-4)進行鎖緊，調(diào)節(jié)手動調(diào)節(jié)螺桿(2-3)驅(qū)使上活動平臺(2-2)移動，所述下固定平臺(2-1)設(shè)置有螺紋孔(2-1-1)用于與手動調(diào)節(jié)螺桿(2-3)進行螺紋連接，下固定平臺(2-1)設(shè)置有彈簧固定柱(2-1-2)用于安裝彈簧(2-1-4)，下固定平臺(2-1)設(shè)置有導(dǎo)軌(2-1-3)用于上活動平臺(2-2)的移動，導(dǎo)軌(2-1-3)設(shè)置有導(dǎo)軌安裝螺釘(2-1-5)，下固定平臺(2-1)底部設(shè)置有安裝孔(2-1-6)通過螺紋連接可實現(xiàn)與固定支架(I)之間的固定安裝，下固定平臺(2-1)設(shè)置有鎖緊保持架(2-1-7)和鎖緊保持架固定螺釘(2-1-8)，上活動平臺(2-2)上端面設(shè)置有螺紋孔(2-2-1)用于固定安裝定子(3)，上活動平臺(2-2)與緊固螺釘(2-4)通過其側(cè)面設(shè)置的螺紋安裝孔(2-2-2)進行連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非對稱結(jié)構(gòu)精密壓電粘滑直線馬達，其特征在于所述的定子(3)包括切口型鉸鏈(3-1)、壓電堆疊(3-2)、預(yù)緊螺釘(3-3)和調(diào)整墊片(3-4);所述壓電堆疊(3-2)通過預(yù)緊螺釘(3-3)和調(diào)整墊片(3-4)固定在切口型鉸鏈(3-1)內(nèi)，所述切口型鉸鏈(3-1)的固定安裝孔(3-1-1)與上活動平臺(2-2)通過螺釘進行連接，切口型鉸鏈(3-1)設(shè)置有半圓形柔性鉸鏈(3-1-2)，半圓形柔性鉸鏈(3-1-3)，半圓形柔性鉸鏈(3-1-5)和半圓形柔性鉸鏈(3-1-6)，定子驅(qū)動足(3-1-4)驅(qū)動動子(4)運動，預(yù)緊螺釘安裝孔(3-1-7)與預(yù)緊螺釘(3-3)進行螺紋連接，壓電堆疊(3-2)的后端面與預(yù)緊螺釘(3-3)之間設(shè)置有調(diào)整墊片(3-4)，壓電堆疊(3-2)的前后端面與切口型鉸鏈(3-1)之間設(shè)置有調(diào)整墊片(3-4)，通過調(diào)整預(yù)緊螺釘(3-3)的旋合長度，可實現(xiàn)對壓電堆疊(3-2)的軸向預(yù)緊調(diào)節(jié)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種非對稱結(jié)構(gòu)精密壓電粘滑直線馬達，其特征在于定子(3)的半圓形柔性鉸鏈(3-1-2)和半圓形柔性鉸鏈(3-1-3)具有相同的圓角半徑值仏，半圓形柔性鉸鏈(3-1-5)和半圓形柔性鉸鏈(3-1-6)具有相同的圓角半徑值R2,仏與1?2的比值范圍為0.1?I ,R1與切口型鉸鏈(3-1)壁厚的比值范圍為0.02?0.9。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種非對稱結(jié)構(gòu)精密壓電粘滑直線馬達，其特征在于定子(3)的切口型鉸鏈(3-1)可采用5052鋁合金、6061鋁合金、7075鋁合金、T1-35A鈦合金或T1-13鈦合金材料。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種非對稱結(jié)構(gòu)精密壓電粘滑直線馬達，其特征在于定子(3)的定子驅(qū)動足(3-1-4)端面相應(yīng)涂有陶瓷類或玻璃纖維類摩擦材料。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非對稱結(jié)構(gòu)精密壓電粘滑直線馬達，其特征在于所述的動子(4)為雙列交叉滾柱導(dǎo)軌，包括固定導(dǎo)軌(4-1)、活動導(dǎo)軌(4-2)、保持架(4-3)和導(dǎo)軌安裝螺栓(4-4);所述固定導(dǎo)軌(4-1)通過導(dǎo)軌螺紋安裝孔(1-4)固定于導(dǎo)軌安裝平面(1-3)上，活動導(dǎo)軌(4-2)端面相應(yīng)涂有摩擦陶瓷，固定導(dǎo)軌(4-1)設(shè)置有保持架(4-3)和滾柱，動子(4)的固定導(dǎo)軌(4-1)和活動導(dǎo)軌(4-2)的兩端設(shè)置導(dǎo)軌安裝螺栓(4-4)。9.一種非對稱結(jié)構(gòu)精密壓電粘滑直線馬達驅(qū)動方法，該驅(qū)動方法基于權(quán)利要求1所述的非對稱結(jié)構(gòu)精密壓電粘滑直線馬達實現(xiàn);所述驅(qū)動方法特征在于驅(qū)動波為鋸齒波，摩擦調(diào)控波為正弦波，其中鋸齒驅(qū)動波周期為T1，激勵電壓幅值為V1，對稱性為D，微幅摩擦正弦調(diào)控波周期為T2，激勵電壓幅值為％，鋸齒驅(qū)動波與微幅摩擦正弦調(diào)控波的周期比為T1Zt2=10?100000，激勵電壓幅值比為WV2大于2。
【文檔編號】H02N2/06GK105827142SQ201610386968
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年6月6日
【發(fā)明人】程廷海, 何猛, 張邦成, 盧曉暉, 何璞, 殷夢飛
【申請人】長春工業(yè)大學(xué)