專利名稱：分頻電壓下壓電梁驅(qū)動的電子凸輪裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機械技術(shù)，是機械傳動裝置，具體地說，是一種分頻電壓下壓電梁驅(qū)動的電子凸輪裝置。
背景技術(shù)：
在機械系統(tǒng)中，凸輪機構(gòu)是唯一能實現(xiàn)從動件在指定范圍內(nèi)的任意運動要求的機構(gòu)，因此在輕、紡工程中大量使用。但機械凸輪機構(gòu)是通過高副接觸而帶動從動件實現(xiàn)預期的運動，磨損快、壽命短，振動大，傳動精度不高。如果要改變運動輸出，凸輪輪廓亦要隨之改變，但是凸輪輪廓加工困難，成本高，運動輸出缺乏柔性。近年來出現(xiàn)了電子凸輪裝置，通過伺服電機直接帶動傳動軸，對伺服電機的運行安照指定要求編程控制，轉(zhuǎn)軸再帶動一套機構(gòu)實現(xiàn)線性位移。本專利提出一種完全新型的電子凸輪裝置，由若干對稱的壓電陶瓷片制成壓電梁式驅(qū)動器，在此基礎(chǔ)上設(shè)計出多路分頻電壓驅(qū)動的電子凸輪裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種無傳動件，結(jié)構(gòu)簡單，無機械磨損；可以根據(jù)需要變動輸入電壓的頻率和幅值，從而可以柔性地變化輸出運動，提高了承受荷載的能力和可靠性的分頻壓電梁式驅(qū)動器驅(qū)動的電子凸輪裝置。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種分頻壓電梁式驅(qū)動器驅(qū)動的電子凸輪裝置，其特征是有不少于二個成環(huán)形均勻分布的壓電陶瓷梁式驅(qū)動器，其中每個壓電陶瓷梁式驅(qū)動器的外側(cè)都與支座固定，各壓電陶瓷梁式驅(qū)動器的另一端與位于中心處的導柱上的導套連接，導套能在導柱上滑動。
本發(fā)明中所述的每個壓電陶瓷梁式驅(qū)動器通過聯(lián)結(jié)桿與導套連接。各壓電陶瓷梁式驅(qū)動器的相應對稱壓電片采用相同的輸入電壓，各壓電陶瓷梁式驅(qū)動器的自由端的動態(tài)位移都相同。構(gòu)成每個壓電陶瓷梁式驅(qū)動器的對稱壓電陶瓷片施加有選定頻率和幅值的簡諧電壓，每個壓電梁式驅(qū)動器的自由端的位移是這些簡諧電壓的線性函數(shù)的疊加，構(gòu)成有限項付氏級數(shù)。構(gòu)成每個壓電陶瓷梁式驅(qū)動器的對稱壓電陶瓷片連接有變頻裝置。
本發(fā)明的有益效果為與傳統(tǒng)的機械凸輪相比，利用特制的壓電驅(qū)動器直接產(chǎn)生線位移來作為輸出運動，無傳動件，結(jié)構(gòu)簡單，無機械磨損；可以根據(jù)需要變動輸入電壓的頻率和幅值，從而可以柔性地變化輸出運動；采用空間位置對稱的壓電驅(qū)動器來共同輸出運動，提高了承受荷載的能力和可靠性。本發(fā)明可望在一定的工程領(lǐng)域內(nèi)替代機械式凸輪機構(gòu)，實現(xiàn)機械運動輸出的電子化和柔性化。
以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明


圖1為本發(fā)明的一種分頻壓電梁式驅(qū)動器驅(qū)動的電子凸輪裝置；圖2為圖1的俯視圖；圖3為單個壓電陶瓷梁式驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式圖1、圖2、圖3共同描述了本發(fā)明的一個實施例。在圖1、圖2中，若干個壓電陶瓷梁式驅(qū)動器1.1(圖中為4個)顯環(huán)形均勻分布，其中每個壓電陶瓷梁式驅(qū)動器都與支座1.2固定起來。在中心處固定一個導柱1.3，在導柱上安裝導套1.4，導套1.4可以在導柱1.3上滑動。每個壓電陶瓷梁式驅(qū)動器1.1通過聯(lián)結(jié)桿1.5和導套1.4連接。當壓電陶瓷梁式驅(qū)動器的對稱壓電陶瓷片上施加相同電壓時(圖3)，由于壓電效應(利用壓電常數(shù)d31)，這兩個壓電陶瓷片一個伸長，另一個縮短，從而產(chǎn)生彎曲變形。當對壓電陶瓷梁式驅(qū)動器分別施加選定的頻率和幅值的簡諧電壓V1，V2，V3…時，在導套上產(chǎn)生的位移是這些簡諧電壓的線性函數(shù)的疊加，構(gòu)成有限項付氏級數(shù)，滿足特定運動要求。壓電陶瓷的位移量較小，但很精確，且滯后量極小，所以導套輸出的位移滿足一些輕紡工程的需要，如織針的精確送針，相機的自動精確調(diào)焦，印刷的紙張精確定位。
權(quán)利要求
1.一種分頻壓電梁式驅(qū)動器驅(qū)動的電子凸輪裝置，其特征是有不少于二個成環(huán)形均勻分布的壓電陶瓷梁式驅(qū)動器，其中每個壓電陶瓷梁式驅(qū)動器的外側(cè)都與支座固定，各壓電陶瓷梁式驅(qū)動器的另一端與位于中心處的導柱上的導套連接，導套能在導柱上滑動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分頻壓電梁式驅(qū)動器驅(qū)動的電子凸輪裝置，其特征是每個壓電陶瓷梁式驅(qū)動器通過聯(lián)結(jié)桿與導套連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分頻壓電梁式驅(qū)動器驅(qū)動的電子凸輪裝置，其特征是各壓電陶瓷梁式驅(qū)動器的相應對稱壓電片采用相同的輸入電壓，各壓電陶瓷梁式驅(qū)動器的自由端的動態(tài)位移都相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分頻壓電梁式驅(qū)動器驅(qū)動的電子凸輪裝置，其特征是構(gòu)成每個壓電陶瓷梁式驅(qū)動器的對稱壓電陶瓷片施加有選定頻率和幅值的簡諧電壓，每個壓電梁式驅(qū)動器的自由端的位移是這些簡諧電壓的線性函數(shù)的疊加，構(gòu)成有限項付氏級數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分頻壓電梁式驅(qū)動器驅(qū)動的電子凸輪裝置，其特征是構(gòu)成每個壓電陶瓷梁式驅(qū)動器的對稱壓電陶瓷片連接有變頻裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分頻壓電梁式驅(qū)動器驅(qū)動的電子凸輪裝置，其特征是有不少于二個成環(huán)形均勻分布的壓電陶瓷梁式驅(qū)動器，其中每個壓電陶瓷梁式驅(qū)動器的外側(cè)都與支座固定，各壓電陶瓷梁式驅(qū)動器的另一端與位于中心處的導柱上的導套連接，導套能在導柱上滑動。其有益效果為與傳統(tǒng)的機械凸輪相比，利用特制的壓電驅(qū)動器直接產(chǎn)生線位移來作為輸出運動，無傳動件，結(jié)構(gòu)簡單，無機械磨損；可以根據(jù)需要變動輸入電壓的頻率和幅值，從而可以柔性地變化輸出運動；采用空間位置對稱的壓電驅(qū)動器來共同輸出運動，提高了承受荷載的能力和可靠性。本發(fā)明可望在一定的工程領(lǐng)域內(nèi)替代機械式凸輪機構(gòu)，實現(xiàn)機械運動輸出的電子化和柔性化。
文檔編號G05B19/00GK1737711SQ200510041279
公開日2006年2月22日 申請日期2005年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月28日
發(fā)明者金江, 沈世德, 吳努, 劉羨飛 申請人:南通大學