一种微位移放大转换装置

摘要

本发明公开了一种微位移放大转换装置，包括：基座（1）、微位移放大机构（2）和智能材料驱动器（8），还包括：微调零机构（3）、调预紧机构（4）、直线轴承（5）、位移转换机构（6）和输出轴（7）。微位移放大机构（2）利用杠杆原理和结构弹性变形将智能材料驱动器（8）产生的微位移放大；位移转换机构（6）在传动杆（15）、柔性铰链（16）、连杆（17）和偏心轮（18）的共同作用下，将微位移放大机构（2）输出的直线位移转换成角位移，并通过键传递给输出轴（7）输出；调预紧机构（4）与微位移放大机构（2）共同对智能材料驱动器（8）施加预紧力。本发明采用一体化设计，结构紧凑高效、功能完备简捷。

主权项

一种微位移放大转换装置，包括：基座（1）、微位移放大机构（2）和智能材料驱动器（8），其特征在于还包括：微调零机构（3）、调预紧机构（4）、直线轴承（5）、位移转换机构（6）和输出轴（7）；其中微调零机构（3）包括：微调零螺杆（9）、微调零螺套（10）和微调零锁紧螺母（11）；调预紧机构（4）包括：调预紧螺杆（12）、调预紧螺套（13）和调预紧锁紧螺母（14）；位移转换机构（6）包括：传动杆（15）、柔性铰链（16）、连杆（17）和偏心轮（18）；基座（1）为长方体金属框架，其左侧和中部各有一个竖直方向的承力梁，左侧承力梁上有一个螺纹孔，中部承力梁上有一个与左侧承力梁上的螺纹孔同轴的通孔；微位移放大机构（2）为椭圆环状薄壁金属结构，并置于基座（1）的两个承力梁之间，微位移放大机构（2）的左右两侧各有一个通孔，微位移放大机构（2）的上方有一个螺纹孔，微位移放大机构（2）的内表面下方有安装平面；微调零机构（3）的微调零螺套（10）置于基座（1）左侧承力梁的螺纹孔中并通过螺纹连接，微调零螺套（10）的左端伸出基座（1）左侧承力梁的左侧面，且伸出部分置于微调零锁紧螺母（11）中，微调零锁紧螺母（11）的内螺纹与微调零螺套（10）的外螺纹连接，微调零锁紧螺母（11）的右侧面紧压基座（1）左侧承力梁的左侧面；微调零螺杆（9）置于微调零螺套（10）的螺纹孔中，微调零螺杆（9）的外螺纹与微调零螺套（10）的内螺纹连接，微调零螺杆（9）的右端与微位移放大机构（2）的左侧通孔通过螺钉固定；调预紧机构（4）的调预紧螺套（13）置于微位移放大机构（2）上方的螺纹孔中并通过螺纹连接，调预紧螺套（13）的上端高出微位移放大机构（2）的上端面，且高出部分置于调预紧锁紧螺母（14）中，调预紧锁紧螺母（14）的内螺纹与调预紧螺套（13）的外螺纹连接，调预紧锁紧螺母（14）的下端紧压微位移放大机构（2）的上端面；调预紧螺杆（12）置于调预紧螺套（13）的螺纹孔中，调预紧螺杆（12）的外螺纹与调预紧螺套（13）的内螺纹连接；智能材料驱动器（8）置于微位移放大器内，智能材料驱动器（8）的下端面与微位移放大机构（2）内表面下方的安装平面配合，智能材料驱动器（8）的上端面与调预紧螺杆（12）的下端面配合；直线轴承（5）置于基座（1）中部承力梁的通孔中并通过螺钉固定在基座（1）中部承力梁的右侧面；位移转换机构（6）的传动杆（15）、柔性铰链（16）、连杆（17）和偏心轮（18）为一体化结构，传动杆（15）和连杆（17）之间通过柔性铰链（16）连接，连杆（17）与偏心轮（18）之间通过柔性铰链（16）连接；传动杆（15）从右侧穿过直线轴承（5）的内孔，组成一个直线运动副，传动杆（15）的左端与微位移放大机构（2）的右侧通孔通过螺钉固定；偏心轮（18）与输出轴（7）通过键连接；微位移放大转换装置工作时，微位移放大机构（2）利用杠杆原理和结构弹性变形将智能材料驱动器（8）产生的微位移放大；位移转换机构（6）在传动杆（15）、柔性铰链（16）、连杆（17）和偏心轮（18）的共同作用下，将微位移放大机构（2）输出的直线位移转换成角位移，并通过键传递给输出轴（7）输出；直线轴承（5）对位移转换机构（6）的传动杆（15）起径向支撑作用，消除传动杆（15）因偏心轮（18）的偏心作用所受的侧向力，避免附加弯矩影响微位移放大机构（2）的放大效果；微调零机构（3）通过差动螺旋传动原理实现预紧力调节，微调零螺套（10）有螺距不同的内螺纹和外螺纹，旋动微调零螺套（10）并利用内外螺纹的螺距差，使微调零螺杆（9）微动，进而微调输出轴（7）的零位，零位调定后拧紧微调零锁紧螺母（11）即锁定微调零状态；调预紧机构（4）通过差动螺旋传动原理实现预紧力调节，调预紧螺套（13）有螺距不同的内螺纹和外螺纹，旋动调预紧螺套（13）并利用内外螺纹的螺距差，使调预紧螺杆（12）微动，实现对智能材料驱动器（8）的预压紧力调节，预压紧力调定后拧紧调预紧锁紧螺母（14）即锁定调预紧状态，调预紧机构（4）与微位移放大机构（2）共同对智能材料驱动器（8）施加预紧力。