S形多足箝位式压电电机及其工作模式

摘要

一种S形多足箝位式压电电机及其工作模式，属压电精密致动技术领域。该电机由定子组件（1），动子组件（2），运动输出组件（3）以及基座（4）构成；所述定子组件的核心元件为一由3个位移转换框架首尾相连并层叠组合而形成一个S形的结构。3个位移转换框架都是使用叠层压电堆作为作动元件，每个都可以在空间两个正交的方向上输出位移，其中中间的位移转换框架在工作时同时具有箝位和驱动的作用，其余两个只作为箝位单元。该电机能够工作在两种模式—直动模式和步进模式。直动模式下可以直接控制叠层压电堆的变形实现精确定位；步进模式能够实现快速定位。此外，该电机结构紧凑，在断电时自锁，且结构工艺简单。

主权项

一种S形多足箝位式压电电机，其特征在于包括：基座（4）、固定于基座（4）上的定子（1）、通过导轨副安装于基座(4)上的滑台（3）、固定于滑台（3）上的动子（2）；上述定子从上至下依次包括水平叠放的第一位移转换框架（11）、第二位移转换框架（12）、第三位移转换框架（13）；其中第二位移转换框架（12）一端与第一位移转换框架（11）的对应端固定连接，第二位移转换框架（12）的另一端与第三位移转换框架（13）的对应端固定连接；第一位移转换框架（11）、第二位移转换框架（12）、第三位移转换框架（13）结构一样，它们由前边框、后边框、左边框、右边框组成，且左右对称、前后对称，前边框和后边框为内凹形状，且前边框和后边框外侧分别具有箝位足；第一位移转换框架（11）和第三位移转换框架（13）的左边框和右边框之间均夹有叠层压电堆；第二位移转换框架（12）的左边框和右边框之间夹有两组叠层压电堆，且两组叠层压电堆之间夹有垫块（14）；该定子还包括固定于垫块前后两侧的弹片，该弹片从第三位移转换框架的前后边框与叠层压电堆之间的缝隙穿出通过连接座（15）固定于基座（4）上；上述动子为一体化的框架结构，其中间具有定子腔，后边框固定在滑台（3）上；前边框分成前后两层结构，其中后层结构与前层结构B端不连接仅通过A端连接，后层结构作为活动导轨；前层结构作为导向机构，前层结构具有一个H型柔性铰链式割缝，该割缝的四个端部分别向AB两侧继续割一段距离形成四个柔性铰链；前边框还具有一个使A边框与前边框断开的割缝，A边框具有前凸台，前边框还具有限位凹槽，该限位凹槽位于A边框前凸台的后方对应位置；前边框具有后凸台，A边框还具有限位凸台，该限位凸台位于前边框后凸台的后方对应位置；前凸台和后凸台之间为预紧件安装腔； 预紧件安装腔内安装有预紧螺钉（23）及弹簧（22）；上述A指左B指右，或A指右B指左；定子位于定子腔内，且定子的箝位足通过预紧件压于动子的活动导轨与后边框之间。