1.一种尺蠖粘滑混合驱动式压电直线驱动器,包括定平台(1)、动平台(2)和交叉滚珠导轨(6),所述交叉滚珠导轨(6)分别连接定平台(1)和动平台(2),其特征在于:所述定平台(1)上部固定有驱动机构(3),所述驱动机构(3)侧面连接箝位机构(4);
所述驱动机构(3)包括固定块(301),所述固定块(301)固定在定平台(1)上部,所述驱动机构(3)侧面竖直方向上的两边分别铰接有第一活动片(302),两个所述第一活动片(302)之间安装有第一压电叠堆(305),每个所述第一活动片(302)另一侧铰接有第二活动片(303),所述第二活动片(303)另一端共同铰接有连接块(304),所述箝位机构(4)包括支撑筋(401),所述连接块(304)另一端连接支撑筋(401)且与支撑筋(401)一体成型,所述支撑筋(401)远离驱动机构(3)的一侧竖直方向上的两边分别铰接有第三活动片(402),两个所述第三活动片(402)之间安装有第二压电叠堆(404),所述动平台(2)靠近定平台(1)的一侧向下延伸设有两条第二限位筋(201),所述第三活动片(402)靠近第二限位筋(201)一侧设有摩擦片(407),所述摩擦片(407)与动平台(2)抵接或分离,所述摩擦片(407)靠近第二限位筋(201)的一侧设有防滑部(409),所述防滑部(409)抵接第二限位筋(201)内侧,所述第三活动片(402)与摩擦片(407)通过调节螺钉(408)连接;
压电直线驱动器的控制时序如下:
①.在0‑t2时间段里给PZT2通电,PZT2通电伸长,t1时刻伸长量达到最大值,使得箝位机构(4)的摩擦片(407)抵接并压住第二限位筋(201),动平台(2)被箝位;
②.PZT2一直通电且在t2‑t4时间段里给PZT1施加缓慢上升的电压,PZT1通电缓慢伸长,带动箝位机构(4)向左移动,箝位机构(4)再带动动平台(2)向左移动;
③.待动平台(2)运动稳定后,在t4‑t5时间段里给PZT2施加缓慢下降的电压,PZT2缓慢回缩,到t5时刻恢复到原始长度,此时摩擦片(407)与第二限位筋(201)脱离;
④.在t6时刻,给PZT1断电,PZT1上施加的电压迅速下降,PZT1回缩到原始长度,此时驱动机构(3)带动箝位机构(4)向右移动恢复到原始位置;
⑤.以①‑④步骤为一个周期T,当完成一个周期后继续开始下一个周期,就能使得动平台(2)能够连续输出位移;
其中,“t1‑t6”为时间段,“PZT1”为第一压电叠堆(305),“PZT2”为第二压电叠堆(404)。
2.如权利要求1所述一种尺蠖粘滑混合驱动式压电直线驱动器,其特征在于:所述第一压电叠堆(305)一端抵接其中一个第一活动片(302)且另一端抵接第一预紧垫块(306),所述第一预紧垫块(306)远离第一压电叠堆(305)的一端抵接另一个第一活动片(302),所述第一活动片(302)、第一压电叠堆(305)和第一预紧垫块(306)通过第一预紧螺钉(307)连接。
3.如权利要求1所述一种尺蠖粘滑混合驱动式压电直线驱动器,其特征在于:所述第二压电叠堆(404)一端抵接其中一个第三活动片(402)且另一端抵接第二预紧垫块(405),所述第二预紧垫块(405)远离第二压电叠堆(404)的一端抵接另一个第三活动片(402),所述第三活动片(402)、第二压电叠堆(404)和第二预紧垫块(405)通过第二预紧螺钉(406)连接。
4.如权利要求1所述一种尺蠖粘滑混合驱动式压电直线驱动器,其特征在于:所述第三活动片(402)内侧向内延伸设有第三限位筋(403),所述第二压电叠堆(404)通过第三限位筋(403)限位。
5.如权利要求1所述一种尺蠖粘滑混合驱动式压电直线驱动器,其特征在于:还包括螺栓(5),所述定平台(1)上表面设有向下凹陷的固定孔(102),所述固定块(301)设有贯穿固定块(301)上下表面的沉头孔(308),所述螺栓(5)穿过沉头孔(308)并螺纹拧入固定孔(102)内,所述螺栓(5)顶部与固定块(301)上表面齐平。
6.如权利要求1所述一种尺蠖粘滑混合驱动式压电直线驱动器,其特征在于:所述定平台(1)两侧竖直向上延伸设有第一限位筋(101),所述第一限位筋(101)与第二限位筋(201)平行,所述交叉滚珠导轨(6)两侧分别抵接第一限位筋(101)内侧和第二限位筋(201)外侧,所述第一压电叠堆(305)与第二压电叠堆(404)平行且垂直于第二限位筋(201),所述连接块(304)位于支撑筋(401)侧面中间。
7.如权利要求1所述一种尺蠖粘滑混合驱动式压电直线驱动器,其特征在于:所述调节螺钉(408)与第三活动片(402)螺纹连接,所述调节螺钉(408)穿出第三活动片(402)的一端粘连摩擦片(407),旋拧所述调节螺钉(408),所述摩擦片(407)靠近或远离第二限位筋(201)。
8.一种如权利要求1—7任意一项所述尺蠖粘滑混合驱动式压电直线驱动器的安装工艺,其特征在于:包括以下步骤:
a.组装驱动机构(3):将第一压电叠堆(305)和第一预紧垫块(306)装入驱动机构(3)中,并通过第一预紧螺钉(307)与第一活动片(302)固定;
b.组装箝位机构(4):将第二压电堆叠(404)和第二预紧垫块(405)装入箝位机构(4)中,通过第二预紧螺钉(406)与第三活动片(402)固定且第二压电堆叠(404)通过第三限位筋(403)限位,调节螺钉(408)从第三活动片(402)内侧螺纹拧入并穿出,穿出第三活动片(402)的一端用胶水粘连摩擦片(407);
c.组装定平台(1):将组装好后的驱动机构(3)和箝位机构(4)安装到定平台(1)上,具体为,将驱动机构(3)中的沉头孔(308)对准固定孔(102),通过内六角螺栓(5)将驱动机构(3)固定到定平台(1)上,使得第一压电叠堆(305)和第二压电叠堆(404)垂直于第二限位筋(201);将交叉滚珠导轨(6)的外侧导轨抵接第一限位筋(101)内侧,并将外侧导轨通过多个螺钉固定在定平台(1)两侧;
d.安装动平台(2):将摩擦片(407)通过调整调节螺钉(408),使得摩擦片(407)抵接或接近第三活动片(402),所述第二限位筋(201)的宽度小于摩擦片(407)与交叉滚珠导轨(6)之间的距离,动平台(2)的第二限位筋(201)朝定平台(1),且与第一限位筋(101)平行设置,第二限位筋(201)外侧紧贴交叉滚珠导轨(6)的内导轨,并通过螺钉固定动平台(2)和交叉滚珠导轨(6),使得动平台(2)能够通过交叉滚珠导轨(6)移动;
e.调整摩擦片(407)将定平台(1)朝上放置,使得定平台(1)中间方形镂空处朝上,利用定平台(1)的方形镂空处调整调节螺钉(408),将摩擦片(407)调整到合适位置,安装完成。