本說(shuō)明書(shū)涉及驅(qū)動(dòng)，特別涉及一種摩擦式慣性電機(jī)。

背景技術(shù)：

1、在光學(xué)工程、微電子、航空航天技術(shù)、超精密機(jī)械、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的高精度制造裝配中，超高精度位置控制技術(shù)是實(shí)現(xiàn)高精度工作的必備條件。高精度的伺服驅(qū)動(dòng)器是實(shí)現(xiàn)超高精度位置控制技術(shù)的核心裝備，它能實(shí)現(xiàn)精密工件的多自由度運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)高精度的位置控制。摩擦式慣性驅(qū)動(dòng)器具有體積小、高平穩(wěn)性、自鎖性好等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于超高精度位置控制過(guò)程中。

2、一般來(lái)說(shuō)，現(xiàn)有的摩擦式慣性電機(jī)的負(fù)載面和摩擦面的受力是相互關(guān)聯(lián)的，如負(fù)載面和摩擦面相互平行，負(fù)載力會(huì)影響摩擦面的受力，進(jìn)而影響電機(jī)整體的性能穩(wěn)定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本說(shuō)明書(shū)一些實(shí)施例提供了一種改進(jìn)的摩擦式慣性電機(jī)，以期在較大程度上將電機(jī)負(fù)載面和摩擦面的受力解耦，提高電機(jī)性能的穩(wěn)定性。

2、本說(shuō)明書(shū)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例提供一種摩擦式慣性電機(jī)，包括：底座；滑動(dòng)件，與所述底座滑動(dòng)配合并能夠沿第一方向滑動(dòng)；所述滑動(dòng)件設(shè)置有用于承載負(fù)載的承載面以及與所述承載面垂直的第一摩擦面；驅(qū)動(dòng)模組，包括壓電驅(qū)動(dòng)部、傳動(dòng)部以及第二摩擦面；所述第二摩擦面與所述第一摩擦面摩擦接觸，所述壓電驅(qū)動(dòng)部的形變能夠通過(guò)所述傳動(dòng)部傳遞給所述第二摩擦面，以帶動(dòng)所述第二摩擦面沿所述第一方向運(yùn)動(dòng)進(jìn)而通過(guò)與所述第一摩擦面之間的摩擦接觸驅(qū)動(dòng)所述滑動(dòng)件沿所述第一方向滑動(dòng)。

3、根據(jù)本說(shuō)明書(shū)一些實(shí)施例所述的電機(jī)，還包括導(dǎo)向件，固定于所述底座上；所述導(dǎo)向件的第一導(dǎo)向面與所述滑動(dòng)件的第二導(dǎo)向面通過(guò)沿所述第一方向延伸的軌道滑動(dòng)連接。

4、根據(jù)本說(shuō)明書(shū)一些實(shí)施例所述的電機(jī)，所述導(dǎo)向件的數(shù)量為2；兩個(gè)導(dǎo)向件沿垂直于所述第一方向的第二方向間隔布設(shè)于所述底座上，且所述兩個(gè)導(dǎo)向件的第一導(dǎo)向面相對(duì)設(shè)置；所述滑動(dòng)件位于所述兩個(gè)導(dǎo)向件之間，其與所述兩個(gè)導(dǎo)向件相對(duì)的兩側(cè)分別設(shè)置有所述第二導(dǎo)向面；所述滑動(dòng)件的兩個(gè)第二導(dǎo)向面分別與所述兩個(gè)導(dǎo)向件的第一導(dǎo)向面通過(guò)軌道滑動(dòng)連接。

5、根據(jù)本說(shuō)明書(shū)一些實(shí)施例所述的電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)模組包括第一壁；所述第一壁具有相對(duì)所述第二摩擦面呈小于90°夾角的斜面；所述第一壁的斜面用于將作用在其上的力分解為平行于所述第二摩擦面的第一分力以及垂直于所述第二摩擦面的第二分力，其中，所述第一分力能夠?yàn)樗鰤弘婒?qū)動(dòng)部的所述形變提供預(yù)緊力，所述第二分力能夠?yàn)樗龅诙Σ撩媾c所述第一摩擦面之間的所述摩擦接觸提供正壓力。

6、根據(jù)本說(shuō)明書(shū)一些實(shí)施例所述的電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)模組位于所述底座上且位于所述第一摩擦面的其中一側(cè)，以便所述第二摩擦面能夠與所述第一摩擦面相對(duì)且摩擦接觸；所述電機(jī)還包括與所述底座螺紋配合連接的球頭螺桿；所述球頭螺桿的球頭端抵靠于所述斜面上，以便提供作用在所述斜面上的力。

7、根據(jù)本說(shuō)明書(shū)一些實(shí)施例所述的電機(jī)，所述傳動(dòng)部包括沿所述第一方向依次排布的第一壁、連桿、彈性擋片和第二壁；所述彈性擋片與所述第二壁相對(duì)設(shè)置，以至少與所述第二壁配合形成用于容納壓電驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)部容置區(qū)；所述連桿的一端與所述彈性擋片固定連接，另一端至少通過(guò)第一彈性結(jié)構(gòu)與所述第一壁連接；所述第一彈性結(jié)構(gòu)能夠沿所述第一方向發(fā)生彈性形變；所述第二摩擦面設(shè)置于所述連桿上；當(dāng)位于所述驅(qū)動(dòng)部容置區(qū)中的所述壓電驅(qū)動(dòng)部發(fā)生形變時(shí)，所述壓電驅(qū)動(dòng)部靠近所述彈性擋片的一端能夠推動(dòng)所述彈性擋片和所述連桿移動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)所述第二摩擦面沿所述第一方向運(yùn)動(dòng)。

8、根據(jù)本說(shuō)明書(shū)一些實(shí)施例所述的電機(jī)，所述滑動(dòng)件上與所述承載面相對(duì)的一側(cè)具有沿所述第一方向延伸的凸條，所述凸條的一側(cè)設(shè)置有所述第一摩擦面；所述驅(qū)動(dòng)模組位于所述底座上且位于所述第一摩擦面的其中一側(cè)，以便所述第二摩擦面能夠與所述第一摩擦面相對(duì)且摩擦接觸。

9、根據(jù)本說(shuō)明書(shū)一些實(shí)施例所述的電機(jī)，所述底座上設(shè)置有用于容納所述凸條的第一凹槽以及用于容納所述驅(qū)動(dòng)模組的第二凹槽；所述第一凹槽與所述第二凹槽之間具有連通缺口，以便所述第二摩擦面通過(guò)所述連通缺口與所述第一摩擦面摩擦接觸。

10、根據(jù)本說(shuō)明書(shū)一些實(shí)施例所述的電機(jī)，所述壓電驅(qū)動(dòng)部包括由一個(gè)以上壓電片沿所述第一方向排列形成的壓電疊堆；所述第一壁具有相對(duì)所述第二摩擦面呈小于90°夾角的斜面；所述底座中開(kāi)設(shè)有螺紋孔，所述螺紋孔沿所述第一方向貫穿于所述底座的外側(cè)面與所述第二凹槽的第一側(cè)壁之間；所述螺紋孔中具有與其螺紋配合連接的球頭螺桿，所述球頭螺桿的球頭端抵靠于所述第一壁的所述斜面上，進(jìn)而將所述第二壁抵靠于所述第二凹槽的第二側(cè)壁上；所述第二側(cè)壁與所述第一側(cè)壁相對(duì)。

11、根據(jù)本說(shuō)明書(shū)一些實(shí)施例所述的電機(jī)，所述傳動(dòng)部通過(guò)孔軸配合的方式定位于所述第二凹槽中。

12、根據(jù)本說(shuō)明書(shū)一些實(shí)施例所述的電機(jī)，所述連桿的所述另一端還通過(guò)第二彈性結(jié)構(gòu)與所述第一壁連接；所述第二彈性結(jié)構(gòu)能夠沿垂直于所述第一方向的第二方向發(fā)生彈性形變。

13、根據(jù)本說(shuō)明書(shū)一些實(shí)施例所述的電機(jī)，所述第一彈性結(jié)構(gòu)和/或所述第二彈性結(jié)構(gòu)包括柔性鉸鏈。

14、本說(shuō)明書(shū)實(shí)施例可能帶來(lái)的有益效果包括但不限于：（1）電機(jī)動(dòng)子的負(fù)載承載面與摩擦面垂直，在較大程度上將負(fù)載力與摩擦力解耦，確保了電機(jī)性能的穩(wěn)定性。（2）將驅(qū)動(dòng)模組以及實(shí)現(xiàn)摩擦驅(qū)動(dòng)的摩擦面設(shè)置滑動(dòng)件承載面的下方，使得電機(jī)整體結(jié)構(gòu)更加小巧、緊湊。（3）驅(qū)動(dòng)模組上的斜面結(jié)構(gòu)可以將作用在其上的力分解，以同時(shí)提供壓電驅(qū)動(dòng)部所需的預(yù)緊力以及摩擦所需的正壓力，進(jìn)一步精簡(jiǎn)了驅(qū)動(dòng)模組的結(jié)構(gòu)。（4）第二彈性結(jié)構(gòu)為摩擦面之間的顆粒物提供了讓位空間，有效減輕了顆粒物對(duì)摩擦面的磨損，提高了電機(jī)的壽命以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)的平穩(wěn)性。（5）通過(guò)對(duì)第一壁進(jìn)行加工形成柔性鉸鏈，避免了在驅(qū)動(dòng)模組中添加額外的彈性結(jié)構(gòu)件，進(jìn)一步精簡(jiǎn)了驅(qū)動(dòng)模組的結(jié)構(gòu)。需要說(shuō)明的是，不同實(shí)施例可能產(chǎn)生的有益效果不同，在不同的實(shí)施例里，可能產(chǎn)生的有益效果可以是以上任意一種或幾種的組合，也可以是其他任何可能獲得的有益效果。

技術(shù)特征：

1.一種摩擦式慣性電機(jī)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)，其特征在于，還包括導(dǎo)向件（4），固定于所述底座（1）上；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電機(jī)，其特征在于，所述導(dǎo)向件（4）的數(shù)量為2；兩個(gè)導(dǎo)向件（4）沿垂直于所述第一方向的第二方向間隔布設(shè)于所述底座（1）上，且所述兩個(gè)導(dǎo)向件（4）的第一導(dǎo)向面（41）相對(duì)設(shè)置；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)模組（3）包括第一壁（321）；所述第一壁（321）具有相對(duì)所述第二摩擦面（33）呈小于90°夾角的斜面；所述第一壁（321）的斜面用于將作用在其上的力分解為平行于所述第二摩擦面（33）的第一分力以及垂直于所述第二摩擦面（33）的第二分力，其中，所述第一分力能夠?yàn)樗鰤弘婒?qū)動(dòng)部（31）的所述形變提供預(yù)緊力，所述第二分力能夠?yàn)樗龅诙Σ撩妫?3）與所述第一摩擦面（24）之間的所述摩擦接觸提供正壓力。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電機(jī)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)模組（3）位于所述底座（1）上且位于所述第一摩擦面（24）的其中一側(cè)，以便所述第二摩擦面（33）能夠與所述第一摩擦面（24）相對(duì)且摩擦接觸；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)，其特征在于，所述傳動(dòng)部（32）包括沿所述第一方向依次排布的第一壁（321）、連桿（322）、彈性擋片（323）和第二壁（324）；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電機(jī)，其特征在于，所述滑動(dòng)件（2）上與所述承載面（21）相對(duì)的一側(cè)具有沿所述第一方向延伸的凸條（23），所述凸條（23）的一側(cè)設(shè)置有所述第一摩擦面（24）；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電機(jī)，其特征在于，所述底座（1）上設(shè)置有用于容納所述凸條（23）的第一凹槽（11）以及用于容納所述驅(qū)動(dòng)模組（3）的第二凹槽（12）；所述第一凹槽（11）與所述第二凹槽（12）之間具有連通缺口，以便所述第二摩擦面（33）通過(guò)所述連通缺口與所述第一摩擦面（24）摩擦接觸。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電機(jī)，其特征在于，所述壓電驅(qū)動(dòng)部（31）包括由一個(gè)以上壓電片沿所述第一方向排列形成的壓電疊堆；

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電機(jī)，其特征在于，所述傳動(dòng)部（32）通過(guò)孔軸配合的方式定位于所述第二凹槽（12）中。

11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電機(jī)，其特征在于，所述連桿（322）的所述另一端還通過(guò)第二彈性結(jié)構(gòu)與所述第一壁（321）連接；所述第二彈性結(jié)構(gòu)能夠沿垂直于所述第一方向的第二方向發(fā)生彈性形變。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電機(jī)，其特征在于，所述第一彈性結(jié)構(gòu)和/或所述第二彈性結(jié)構(gòu)包括柔性鉸鏈。

技術(shù)總結(jié)
本公開(kāi)提供了一種摩擦式慣性電機(jī)，涉及驅(qū)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域。本公開(kāi)涉及的一種摩擦式慣性電機(jī)包括：底座；滑動(dòng)件，與所述底座滑動(dòng)配合并能夠沿第一方向滑動(dòng)；所述滑動(dòng)件設(shè)置有用于承載負(fù)載的承載面以及與所述承載面垂直的第一摩擦面；驅(qū)動(dòng)模組，包括壓電驅(qū)動(dòng)部、傳動(dòng)部以及第二摩擦面；所述第二摩擦面與所述第一摩擦面摩擦接觸，所述壓電驅(qū)動(dòng)部的形變能夠通過(guò)所述傳動(dòng)部傳遞給所述第二摩擦面，以帶動(dòng)所述第二摩擦面沿所述第一方向運(yùn)動(dòng)進(jìn)而通過(guò)與所述第一摩擦面之間的摩擦接觸驅(qū)動(dòng)所述滑動(dòng)件沿所述第一方向滑動(dòng)。

技術(shù)研發(fā)人員：楊樞,王振華,王權(quán)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海隱冠半導(dǎo)體技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240802
技術(shù)公布日：2025/5/19