專利名稱：?jiǎn)螇弘姸汛笪灰谱鲃?dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓電作動(dòng)器，具體涉及一種單壓電堆大位移作動(dòng)器。
背景技術(shù)：
作動(dòng)器作為主動(dòng)控制系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，在工業(yè)生產(chǎn)及日常生活中有極其廣泛的應(yīng) 用。隨著主動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，對(duì)作動(dòng)器的要求越來越高。傳統(tǒng)的單壓電堆作動(dòng)器往往由 于單壓電堆輸出位移有限，因而只能輸出較小位移。發(fā)明內(nèi)容
為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種單壓電堆大位移 作動(dòng)器，同時(shí)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕的特點(diǎn)。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是
—種單壓電堆大位移作動(dòng)器,包括外部位移放大機(jī)構(gòu)1、套入外部位移放大機(jī)構(gòu)I 內(nèi)并和其固定的內(nèi)部位移放大機(jī)構(gòu)2，以及置于內(nèi)部位移放大機(jī)構(gòu)2內(nèi)的壓電堆，所述外部 位移放大機(jī)構(gòu)I和內(nèi)部位移放大機(jī)構(gòu)2相互垂直放置。
所述外部位移放大機(jī)構(gòu)I和內(nèi)部位移放大機(jī)構(gòu)2為菱形框架結(jié)構(gòu)。
外部位移放大機(jī)構(gòu)I的長(zhǎng)軸兩端分別與內(nèi)部位移放大機(jī)構(gòu)2的短軸兩端通過第一 剛性連接件3和第二剛性連接件4固定連接，且內(nèi)部位移放大機(jī)構(gòu)2的長(zhǎng)軸與外部位移放 大機(jī)構(gòu)I的長(zhǎng)軸相垂直，壓電堆5的兩端分別與內(nèi)部位移放大機(jī)構(gòu)2的長(zhǎng)軸內(nèi)側(cè)兩端相固 定，并始終處于受壓狀態(tài)。
和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明通過外部位移放大機(jī)構(gòu)和內(nèi)部位移放大機(jī)構(gòu)相耦合，通電后壓電堆端部沿 X方向產(chǎn)生位移，該位移經(jīng)過內(nèi)部位移放大機(jī)構(gòu)放大后可在Y方向輸出，Y方向的位移又被 傳遞到外部位移放大機(jī)構(gòu)上加以放大，并可在Z方向輸出。這樣不但在XYZ三個(gè)方向上都 可輸出位移，而且Z方向的位移相比X方向被放大了兩次，因此在Z方向上具有較大的位移 輸出。


附圖為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
如附圖所示，本發(fā)明實(shí)施例一種單壓電堆大位移作動(dòng)器，包括菱形框架結(jié)構(gòu)的外 部位移放大機(jī)構(gòu)I和內(nèi)部位移放大機(jī)構(gòu)2，內(nèi)部位移放大機(jī)構(gòu)2套入外部位移放大機(jī)構(gòu)I 內(nèi)，外部位移放大機(jī)構(gòu)I的短軸和水平面垂直，內(nèi)部位移放大機(jī)構(gòu)2和水平面平行，外部位 移放大機(jī)構(gòu)I的長(zhǎng)軸兩端分別與內(nèi)部位移放大機(jī)構(gòu)2的短軸兩端通過第一剛性連接件3和第二剛性連接件4固定，且內(nèi)部位移放大機(jī)構(gòu)2的長(zhǎng)軸與外部位移放大機(jī)構(gòu)I的長(zhǎng)軸相垂 直，壓電堆5的兩端分別與內(nèi)部位移放大機(jī)構(gòu)2的長(zhǎng)軸內(nèi)側(cè)兩端相固定，并始終處于受壓狀 態(tài)。
本實(shí)施例一種單壓電堆大位移作動(dòng)器的工作原理是壓電堆5通電后長(zhǎng)度增加， 即內(nèi)部位移放大機(jī)構(gòu)2長(zhǎng)軸長(zhǎng)度增加，同時(shí)作動(dòng)器在沿X方向輸出位移。而該內(nèi)部位移放 大機(jī)構(gòu)2長(zhǎng)軸長(zhǎng)度的增加將導(dǎo)致內(nèi)部位移放大機(jī)構(gòu)2的短軸長(zhǎng)度減小，且其減小量相比內(nèi) 部位移放大機(jī)構(gòu)2長(zhǎng)軸長(zhǎng)度的增加量按倍數(shù)被放大，即相當(dāng)于內(nèi)部位移放大機(jī)構(gòu)2在Y方 向上產(chǎn)生位移，該位移借助第一剛性連接件3和第二剛性連接件4，將內(nèi)部位移放大機(jī)構(gòu)2 沿Y方向的位移傳遞到外部位移放大機(jī)構(gòu)I的長(zhǎng)軸上，并導(dǎo)致外部位移放大機(jī)構(gòu)I的長(zhǎng)軸 長(zhǎng)度減小，同時(shí)外部位移放大機(jī)構(gòu)I長(zhǎng)軸長(zhǎng)度的減小將導(dǎo)致外部位移放大機(jī)構(gòu)I的短軸長(zhǎng) 度增加，同時(shí)其增加量按倍數(shù)被放大，即相當(dāng)于作動(dòng)器在Z方向上輸出位移。其結(jié)果是該三 軸作動(dòng)器不但可在三個(gè)方向上輸出位移，而且Y方向的位移相比X方向被放大了一次，Z方 向的位移相比X方向被放大了兩次。
權(quán)利要求
1.一種單壓電堆大位移作動(dòng)器,其特征在于包括外部位移放大機(jī)構(gòu)(I)、套入外部位移放大機(jī)構(gòu)(I)內(nèi)并和其固定的內(nèi)部位移放大機(jī)構(gòu)(2)，以及置于內(nèi)部位移放大機(jī)構(gòu)(2)內(nèi)的壓電堆，所述外部位移放大機(jī)構(gòu)(I)和內(nèi)部位移放大機(jī)構(gòu)(2 )相互垂直放置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單壓電堆大位移作動(dòng)器，其特征在于所述外部位移放大機(jī)構(gòu)(I)和內(nèi)部位移放大機(jī)構(gòu)(2 )為菱形框架結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種單壓電堆大位移作動(dòng)器，其特征在于外部位移放大機(jī)構(gòu)(I)的長(zhǎng)軸兩端分別與內(nèi)部位移放大機(jī)構(gòu)(2)的短軸兩端通過第一剛性連接件(3)和第二剛性連接件(4)固定連接，且內(nèi)部位移放大機(jī)構(gòu)(2)的長(zhǎng)軸與外部位移放大機(jī)構(gòu)(I)的長(zhǎng)軸相垂直，壓電堆(5)的兩端分別與內(nèi)部位移放大機(jī)構(gòu)(2)的長(zhǎng)軸內(nèi)側(cè)兩端相固定，并始終處于受壓狀態(tài)。
全文摘要
一種單壓電堆大位移作動(dòng)器，包括外部位移放大機(jī)構(gòu)、套入外部位移放大機(jī)構(gòu)內(nèi)并和其固定的內(nèi)部位移放大機(jī)構(gòu)，以及置于內(nèi)部位移放大機(jī)構(gòu)的壓電堆，外部位移放大機(jī)構(gòu)和內(nèi)部位移放大機(jī)構(gòu)相互垂直放置；本發(fā)明通過外部位移放大機(jī)構(gòu)和內(nèi)部位移放大機(jī)構(gòu)相耦合，通電后壓電堆端部沿x方向產(chǎn)生位移，該位移經(jīng)過內(nèi)部位移放大機(jī)構(gòu)放大后在Y方向輸出，Y方向的位移又被傳遞到外部位移放大機(jī)構(gòu)上加以放大，并在Z方向輸出，這樣在XYZ三個(gè)方向上都可輸出位移，而且Z方向的位移相比X方向被放大了兩次，因此在Z方向上具有較大的位移輸出；同時(shí)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小重量輕。
文檔編號(hào)H02N2/02GK103001531SQ201210472819
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者敬子建, 徐明龍, 陳杰, 何少澤 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)