[发明专利]钳位可控型盘状旋转式惯性压电作动器及作动方法

摘要

钳位可控型盘状旋转式惯性压电作动器及作动方法，该作动器由底座、钳位外壳、轴承、输出环、钳位菱形环、钳位压电堆、主运动块、质量块、驱动菱形环和驱动压电堆组成，整个作动器结构对称；钳位菱形环和驱动菱形环内分别过盈配合有钳位压电堆和驱动压电堆，质量块和上述部件均不与底座接触，质心均在平行于底座的同一平面内；输出环通过轴承与底座中心的固定轴连接，端面与输出环外环面固接的两个钳位菱形环径向布置于同一直径的两侧，钳位菱形环与驱动菱形环的轴线相互垂直，两者由放置于底座平面上的主运动块相邻侧面衔接，质量块侧面与驱动菱形环固接且悬空于底座上方；本发明结构新颖，钳位可靠，能够实现双向旋转。

主权项

一种钳位可控型盘状旋转式惯性压电作动器，其特征在于：包括底座(1)、钳位外壳(2)、轴承(3)、输出环(4)、顺时针钳位机构(11)、逆时针钳位机构(12)、顺时针驱动机构(13)和逆时针驱动机构(14)，整个作动器结构对称；所述钳位外壳(2)由具有一定厚度的“M”形剖面旋成体切除中心部分形成圆孔而得，钳位外壳(2)通过内螺纹与底座(1)圆周侧面的外螺纹连接；顺时针钳位机构(11)和逆时针钳位机构(12)均包括钳位菱形环(5)和钳位压电堆(6)，顺时针驱动机构(13)和逆时针驱动机构(14)均包括主运动块(7)、质量块(10)、驱动菱形环(8)和驱动压电堆(9)；钳位菱形环(5)和驱动菱形环(8)内部分别过盈配合有钳位压电堆(6)和驱动压电堆(9)，钳位菱形环(5)、钳位压电堆(6)、驱动菱形环(8)、驱动压电堆(9)以及质量块(10)均不与底座(1)接触，质心均在平行于底座(1)的同一平面内；底座(1)中心有一体成型的固定轴，输出环(4)通过轴承(3)与固定轴连接，输出环(4)能穿过钳位外壳(2)中心圆孔输出旋转运动，两个钳位菱形环(5)径向布置于输出环(4)同一直径的两端，两个钳位菱形环(5)均通过离轴心较近的端面与输出环(4)外环面固接，钳位菱形环(5)另一端与主运动块(7)侧面固接；所述主运动块(7)放置于底座(1)平面上，由与钳位外壳(2)倾斜角度相同的梯形绕轴心旋转一定角度后再将底面切割为矩形而得，驱动菱形环(8)与钳位菱形环(5)的轴线相互垂直，两者通过主运动块(7)的相邻侧面衔接，即驱动菱形环(8)沿其所在圆周的切线方向布置，驱动菱形环(8)的另一端与体积较小的质量块(10)侧面固接，质量块(10)其余表面自由即悬空于底座(1)平面上方；总体而言，钳位机构和驱动机构俯视呈“L”形；通过控制钳位压电堆(6)和驱动压电堆(9)的电压时序和幅值，能够使作动器带动负载双向旋转。