具有输出力测量功能的直线大位移压电作动器及方法

摘要

具有输出力测量功能的直线大位移压电作动器及方法，该作动器包括两个支撑框架，分别固定在其两端的左、右钳位机构；右钳位机构中间有两个开口相对的“U”型结构，通过多个对称的薄壁型柔性铰链同右钳位机构相连，且两“U”型结构开口相对部分留有间隙，空腔内设有右钳位压电堆；左钳位机构结构同右钳位机构；传感-驱动机构设在左、右钳位机构间，其菱形驱动结构内过盈配合设有驱动压电堆，其菱形传感结构侧壁贴有4片电阻式应变计构成惠斯通全桥，其左、右“回”形结构过盈配合穿过左、右钳位机构中两“U”形结构开口相对部分的空隙，其右端连接有输出杆；本发明还提供了驱动负载及力测量方法；具有结构紧凑、精度较高，装配简单的特点。

主权项

具有输出力测量功能的直线大位移压电作动器，其特征在于：包括左钳位机构(2)、右钳位机构(9)、连接在左钳位机构(2)和右钳位机构(9)上端间的上支撑框架(1)、连接在左钳位机构(2)和右钳位机构(9)下端间的下支撑框架(4)；所述左钳位机构(2)的外圈为“回”形框架，其中间部分有两个对称的开口相对的左“U”形结构(10)，并通过多个对称的左薄臂型柔性铰链(11)与“回”形框架连接，左“U”形结构(10)开口相对的部分留有指定宽度的间隙；左钳位压电堆(3)安装在两个对称的左“U”形结构(10)构成的空腔内，左钳位压电堆(3)采用过盈配合方式与左钳位机构(2)中的两个对称的左“U”形结构(10)连接，以给左钳位压电堆(3)提供预紧力；所述右钳位机构(9)的外圈为“回”形框架，其中间部分有两个对称的开口相对的右“U”形结构(12)，并分别通过多个对称的右薄臂型柔性铰链(13)与“回”形框架连接，右“U”形结构(12)开口相对的部分留有指定宽度的间隙；右钳位压电堆(7)安装在在两个对称的右“U”形结构(12)构成的空腔内，所述右钳位压电堆(7)采用过盈配合方式与右钳位机构(9)中的两个对称的右“U”形结构(12)连接，以给右钳位压电堆(7)提供预紧力；传感‑驱动机构(5)设置在左钳位机构(2)和右钳位机构(9)间，所述传感‑驱动机构(5)的左右两端为相同的左“回”形结构和右“回”形结构；所述左“回”形结构采用过盈配合方式穿过左钳位机构(2)中部两个左“U”形结构(10)开口相对部分所留有的间隙，同时左钳位机构(2)中的左钳位压电堆(3)从传感‑驱动机构(5)的左“回”形结构中间空腔穿过；所述右“回”形结构采用过盈配合方式穿过右钳位机构(9)中部两个右“U”形结构(12)开口相对部分的间隙，其右侧连接有输出杆(8)，同时右钳位机构(9)中的右钳位压电堆(7)从传感‑驱动机构(5)的右“回”形结构中间空腔穿过；左“回”形结构右侧串联有一体加工而成的菱形传感结构，靠近右“回”形结构左侧串联有一体加工而成的菱形驱动结构，采用过盈配合在其内部设置有驱动压电堆(6)以给驱动压电堆(6)提供预紧力。