專利名稱：定子鉗位式步進(jìn)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種作為鉗位動(dòng)力源，用于步進(jìn)機(jī)構(gòu)鉗位的機(jī)構(gòu)，尤其是電池、經(jīng)典定子鉗位步進(jìn)式運(yùn)動(dòng)。屬于精密驅(qū)動(dòng)與控制領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
蠕動(dòng)式運(yùn)動(dòng)機(jī)械是這樣一種裝置它能象自然界的尺蠖那樣作連續(xù)的步進(jìn)運(yùn)動(dòng)，目前均采用移動(dòng)件鉗位方式，其整體結(jié)構(gòu)基本是鉗位力發(fā)生機(jī)構(gòu)裝在可進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的伸縮機(jī)構(gòu)的兩端。鉗位力發(fā)生機(jī)構(gòu)采用由線圈和芯棒組成的電磁式或其他方式的結(jié)構(gòu)。當(dāng)線圈通電時(shí)，由于電磁力的作用，將后端的鉗位機(jī)構(gòu)緊緊的吸在導(dǎo)軌表面上產(chǎn)生鉗位作用，而前端的鉗位機(jī)構(gòu)松開(kāi)處于自由狀態(tài)，同時(shí)對(duì)伸縮機(jī)構(gòu)通電伸長(zhǎng)，使前端的鉗位機(jī)構(gòu)產(chǎn)生位移ΔX。然后對(duì)前端的鉗位機(jī)構(gòu)通電吸緊在導(dǎo)軌表面上，而后端的鉗位機(jī)構(gòu)松開(kāi)處于自由狀態(tài)，同時(shí)對(duì)伸縮機(jī)構(gòu)斷電收縮回到原來(lái)狀態(tài)，帶動(dòng)后端的鉗位機(jī)構(gòu)移動(dòng)ΔX，完成一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期。重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入下一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期。這種鉗位步進(jìn)機(jī)構(gòu)基本上是基于上述的移動(dòng)件鉗位方式，即在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中鉗位力發(fā)生機(jī)構(gòu)和移動(dòng)體一起運(yùn)動(dòng)，此種結(jié)構(gòu)在工作過(guò)程中有以下缺點(diǎn)。
1、為了增加鉗位力必須保證鉗位力發(fā)生機(jī)構(gòu)尺寸較大，比如采用電磁驅(qū)動(dòng)力，其線圈要保證有足夠的匝數(shù)，由此造成鉗位機(jī)構(gòu)的重量較大，使伸縮機(jī)構(gòu)的伸縮運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)比較困難，運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性也不易保證。
2、由于運(yùn)動(dòng)體較大而使運(yùn)動(dòng)慣性增加，導(dǎo)致整個(gè)步進(jìn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制不太方便。
3、整個(gè)機(jī)構(gòu)的加工、安裝與調(diào)試比較困難。
4、由于環(huán)境條件的變化，機(jī)構(gòu)可能出現(xiàn)變形而不能鉗緊，從而失去鉗位能力。
5、由于鉗位機(jī)構(gòu)重量增大，將降低伸長(zhǎng)機(jī)構(gòu)的疲勞壽命。I
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于為解決目前步進(jìn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)存在的上述缺點(diǎn)，提出一種可有效實(shí)現(xiàn)步進(jìn)運(yùn)動(dòng)的定子鉗位式步進(jìn)機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的上述目的是這樣實(shí)現(xiàn)的。結(jié)合


如下定子鉗位式步進(jìn)機(jī)構(gòu)是由鉗位機(jī)構(gòu)和伸縮機(jī)構(gòu)組成，鉗位機(jī)構(gòu)A、C裝在伸縮機(jī)構(gòu)B的兩端，并分別裝在可產(chǎn)生吸緊力的定子導(dǎo)軌D1、D2上，定子導(dǎo)軌D1、D2交替對(duì)其對(duì)應(yīng)的鉗位機(jī)構(gòu)A吸緊、伸縮機(jī)構(gòu)B放松，鉗位機(jī)構(gòu)A放松、伸縮機(jī)構(gòu)B吸緊，伸縮機(jī)構(gòu)B隨其前進(jìn)方向一側(cè)的定子導(dǎo)軌被放松而通電伸長(zhǎng)，被吸緊而斷電回縮，鉗位機(jī)構(gòu)A、C和裝在其上的伸縮機(jī)構(gòu)B運(yùn)動(dòng)為步進(jìn)式或程蠕動(dòng)式。
定子鉗位式步進(jìn)機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)以下技術(shù)效果當(dāng)步進(jìn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)，鉗位吸緊動(dòng)力源的產(chǎn)生不是通過(guò)鉗位機(jī)構(gòu)本身，其動(dòng)力來(lái)自于具有電磁力的定子導(dǎo)軌平面或其它具有鉗位功能的定子軌道。這樣對(duì)定子通電時(shí)可以對(duì)整個(gè)步進(jìn)運(yùn)動(dòng)體的鉗位部分進(jìn)行循環(huán)鉗位吸緊，達(dá)到結(jié)構(gòu)小巧，運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確，控制簡(jiǎn)單，制造方便的目的。

圖1是定子鉗位式步進(jìn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意；圖2定子鉗位式步進(jìn)機(jī)構(gòu)的具體工作過(guò)程示意圖；圖3是組合式定子鉗位式步進(jìn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是定子管道式鉗位的步進(jìn)機(jī)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合附圖所示實(shí)施例，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明具體內(nèi)容及其工作過(guò)程。
參閱圖1圖中D1、D2為電磁定子導(dǎo)軌，鉗位機(jī)構(gòu)A、C不產(chǎn)生鉗位動(dòng)力，鉗位吸緊力由電磁定子導(dǎo)軌D1、D2產(chǎn)生。當(dāng)給定子導(dǎo)軌D1、D2分別通電時(shí)，定子導(dǎo)軌D1、D2分別對(duì)鉗位機(jī)構(gòu)A、C吸緊，產(chǎn)生鉗位動(dòng)作。
其運(yùn)動(dòng)過(guò)程參閱圖2運(yùn)動(dòng)第一步(a)定子導(dǎo)軌D1通電產(chǎn)生磁力對(duì)鉗位機(jī)構(gòu)A吸緊，伸縮機(jī)構(gòu)B、鉗位機(jī)構(gòu)C和定子導(dǎo)軌D2處于自由狀態(tài)；第二步(b)定子導(dǎo)軌D1通電產(chǎn)生磁力的同時(shí)，對(duì)伸縮機(jī)構(gòu)B通電產(chǎn)生伸長(zhǎng)，推動(dòng)鉗位機(jī)構(gòu)C沿定子導(dǎo)軌D2向前運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生步進(jìn)量ΔX第三步(c)定子導(dǎo)軌D2通電對(duì)鉗位機(jī)構(gòu)C產(chǎn)生吸力，定子導(dǎo)軌D1斷電使鉗位機(jī)構(gòu)A處于自由狀態(tài)，然后伸縮機(jī)構(gòu)B帶動(dòng)鉗位機(jī)構(gòu)A回縮，伸縮機(jī)構(gòu)B回到原來(lái)自由狀態(tài)，使鉗位機(jī)構(gòu)A產(chǎn)生位移ΔX。
第四步(d)鉗位機(jī)構(gòu)A吸緊，重復(fù)abc過(guò)程步驟。
定子鉗位式步進(jìn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的定子導(dǎo)軌D1、D2可以采用平面、V型槽、U型槽、T型槽等多種幾何形狀。
定子鉗位式步進(jìn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中鉗位力的發(fā)生，可以采用電磁、靜電吸附和空氣吸附方式。
參閱圖4電磁定子導(dǎo)軌D1、D2可以為管道狀，鉗位機(jī)構(gòu)A、C可以為圓盤狀，鉗位機(jī)構(gòu)A、C分別裝在電磁定子導(dǎo)軌D1、D2內(nèi)。當(dāng)電磁定子導(dǎo)軌通電，其直徑收縮夾緊鉗位機(jī)構(gòu)，斷電，管道直徑伸長(zhǎng)，鉗位機(jī)構(gòu)處于自由狀態(tài)。利用定子管道D1、D2直徑的伸縮來(lái)達(dá)到對(duì)圓盤狀鉗位機(jī)構(gòu)A、C鉗位的目的。移動(dòng)體可沿管道移動(dòng)，也可以實(shí)現(xiàn)繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
參閱附圖3定子鉗位式步進(jìn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以串聯(lián)在一起組合構(gòu)造多自由度運(yùn)動(dòng)。
D1D2D3D4為定子導(dǎo)軌，給其通電時(shí)可產(chǎn)生吸緊動(dòng)力源。B1B2B3B4為伸縮機(jī)構(gòu)，B1B2的伸縮可產(chǎn)生X方向的位移，B3B4的伸縮可產(chǎn)生Y方向位移。A1A2C1C2為鉗位機(jī)構(gòu)，可被動(dòng)吸緊。
通過(guò)以上構(gòu)件工作時(shí)序的組合，可以形成X、Y向移動(dòng)及旋轉(zhuǎn)。
以本發(fā)明形成的運(yùn)動(dòng)，可以用作物體移動(dòng)，也可以用作精密驅(qū)動(dòng)。
權(quán)利要求
1.定子鉗位式步進(jìn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是由鉗位機(jī)構(gòu)和伸縮機(jī)構(gòu)組成，其特征在于鉗位機(jī)構(gòu)A、C裝在伸縮機(jī)構(gòu)B的兩端，并分別裝在可產(chǎn)生吸緊力的定子導(dǎo)軌D1、D2上，定子導(dǎo)軌D1、D2交替對(duì)其對(duì)應(yīng)的鉗位機(jī)構(gòu)A吸緊、B放松，A放松、B吸緊，伸縮機(jī)構(gòu)B隨其前進(jìn)方向一側(cè)的定子導(dǎo)軌被放松而通電伸長(zhǎng)，被吸緊而斷電回縮，鉗位機(jī)構(gòu)A、C和裝在其上的伸縮機(jī)構(gòu)B運(yùn)動(dòng)為步進(jìn)式或程蠕動(dòng)式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子鉗位式步進(jìn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的定子導(dǎo)軌D1、D2可以是平面、V型槽、U型槽、T型槽形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的定子鉗位式步進(jìn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的鉗位力的發(fā)生，可以采用電磁、靜電吸附和空氣吸附方式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的定子鉗位式步進(jìn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的電磁定子導(dǎo)軌D1、D2可以為管道狀，鉗位機(jī)構(gòu)A、C可以為圓盤狀，鉗位機(jī)構(gòu)A、C分別裝在電磁定子導(dǎo)軌D1、D2內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子鉗位式步進(jìn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于它可以串聯(lián)在一起組合構(gòu)造多自由度運(yùn)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種作為鉗位動(dòng)力源，用于步進(jìn)機(jī)構(gòu)鉗位的機(jī)構(gòu)，尤其是電池、經(jīng)典定子鉗位形成式步進(jìn)式運(yùn)動(dòng)。屬于精密驅(qū)動(dòng)與控制領(lǐng)域。本發(fā)明的目的在于為解決目前步進(jìn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)存在的上述缺點(diǎn)，提出一種定子鉗位位式步進(jìn)運(yùn)動(dòng)。定子鉗位式步進(jìn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是由鉗位機(jī)構(gòu)和伸縮機(jī)構(gòu)組成，其特征在于鉗位機(jī)構(gòu)A、C裝在伸縮機(jī)構(gòu)B的兩端，并分別裝在可產(chǎn)生吸緊力的定子導(dǎo)軌D
文檔編號(hào)H02N2/02GK1525635SQ0312715
公開(kāi)日2004年9月1日 申請(qǐng)日期2003年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月17日
發(fā)明者楊志剛, 劉建芳 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)