本發明專利技術公開了一種高剛性自配合雙壓電體并排推動的三摩擦力步進器，包括兩壓電體、基座、滑桿，兩壓電體按伸縮方向平行并排地固站于基座，構成雙壓電體結構。該步進器還包括分別固定于兩壓電體自由端的兩墊片和設置于基座和滑桿(或滑桿與雙壓電體結構)之間的彈簧片，彈簧片和滑桿之間為點或線接觸，該彈簧片在垂直于兩壓電體伸縮方向上將滑桿的一端與基座相壓，將滑桿另一端與兩墊片分別相壓，分別構成基座正壓力和兩個墊片正壓力，在雙壓電體結構的伸縮方向上，彈簧片產生的側向彈力的位置處于基座正壓力位置和墊片正壓力位置之間，且距離墊片正壓力位置比距離基座正壓力位置更近。本發明專利技術尺寸小、剛性強、摩擦力條件和最佳摩擦力條件容易得到滿足。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種壓電步進器，特別涉及一種高剛性自配合雙壓電體并排推動的三摩擦力步進器，屬于壓電定位器
技術介紹
壓電步進器是一種能夠把每一步產生的微觀小壓電位移累加成一個宏觀大位移的壓電定位器，可同時擁有納米級定位精度、厘米級大行程，從而成為現今精密測量、納米器件加工、原子/分子操縱、乃至亞原子結構成像的有力定位工具。其現今的發展趨勢是高剛性、大推力、和小型化。我們以前提出了一種“雙壓電體并排推動的三摩擦力步進器”(專利技術專利授權號ZL200910116492.X)是朝著這方面推進的一個典型代表。其技術特征為包括兩個壓電體、基座、滑桿，其特征是所述兩壓電體按伸縮方向平行設置并排地固定站立于基座上，設置與兩壓電體在其伸縮方向上為滑動配合的滑桿，在垂直于兩壓電體伸縮方向上設置將滑桿與兩壓電體自由端相壓的正壓力以及將滑桿與基座相壓的正壓力，在這三個正壓力對滑桿產生的最大靜摩擦力中，任一個最大靜摩擦力小于其它兩個最大靜摩擦力之和(摩擦力關系)。一種比較容易想到的具體實施例是上述的三個正壓力均來自滑桿的彈性，例如把空心的滑桿沿軸向從兩頭向另一頭平行地割去，但不完全割通，形成扁“Z”字形，見附圖1，從而在垂直于軸的方向形成彈性，而所述兩壓電體皆呈沿中軸線剖開的半管形狀，它們圍合起來固定站立于環形基座上，構成管形雙壓電體結構。將上述彈性滑桿插入管形雙壓電體結構，可對管形雙壓電體結構的兩端產生能滿足摩擦力關系的三個正壓力。但，這種方法的缺點是隨著滑桿在管形雙壓電體結構中的步進，上述三個正壓力的大小會發生變化，導致摩擦力關系得不到滿足，從而馬達不再行走，這就限制了行程，見《科學儀器評論》(Review of Scientific Instruments, 2009 年第 80 期，第 085104 頁)。一種能想到的解決方法是在上述管形雙壓電體結構的兩端和滑桿(沒有割過的剛性滑桿)之間以及基座和滑桿之間插入彈簧片，見附圖2，這樣，只要開始時摩擦力關系是滿足的，則無論滑桿走到何處，摩擦力關系還是滿足的，即行程僅受滑桿長度的限制。但，這種方法的缺點是開始時，摩擦力的關系很難滿足，因為這要調節多個插入的彈簧片，才能滿足步進的摩擦力關系。特別是最佳摩擦力關系(即能產生最大推力的摩擦力關系，應該是三個正壓力產生的最大靜摩擦力都相等)很難找到(幾乎不可能)，需要很多次調節多個彈簧片的彈性，并靠運氣才能找到最佳摩擦力關系。
技術實現思路
(一 )要解決的技術問題為了解決現有雙壓電體并排推動的三摩擦力步進器行程受限或摩擦力關系，特別是最佳摩擦力關系難以滿足的問題，提供一種能確定滿足摩擦力關系，特別是可以滿足確定最佳摩擦力關系的高剛性、小型化雙壓電體并排推動的三摩擦力步進器。( 二 )技術方案為解決上述技術問題，本專利技術提出一種高剛性自配合雙壓電體并排推動的三摩擦力步進器，包括兩個壓電體、基座、滑桿，所述兩壓電體按伸縮方向平行設置并排地固定站立于基座上，構成雙壓電體結構，還包括彈簧片和兩個墊片，所述兩個墊片分別固定于所述兩壓電體的自由端，設置與兩壓電體在其伸縮方向上為滑動配合的滑桿，所述彈簧片設置于基座和滑桿之間，彈簧片和滑桿之間的彈性相壓為點接觸或線接觸，該彈簧片在垂直于兩壓電體伸縮方向上將滑桿的一端與基座相壓，并將滑桿的另一端與兩個墊片分別相壓，分別構成基座正壓力和兩個墊片正壓力，在所述雙壓電體結構的伸縮方向上，所述彈簧片產生的側向彈力的位置處于基座正壓力位置和墊片正壓力位置之間，且距離墊片正壓力位置比距離基座正壓力位置更近。根據本專利技術的一種具體實施方式，在所述雙壓電體結構的伸縮方向上，所述彈簧 片產生的側向彈力的位置處于基座正壓力位置和墊片正壓力位置之間，且距離墊片正壓力位置是距離基座正壓力位置的1/2。本專利技術還提出一種高剛性自配合雙壓電體并排推動的三摩擦力步進器，包括兩個壓電體、基座、滑桿，所述兩壓電體按伸縮方向平行設置并排地固定站立于基座上，構成雙壓電體結構，其特征在于，還包括彈簧片和兩個墊片，所述兩個墊片分別固定于所述兩壓電體的自由端，設置與兩壓電體在其伸縮方向上為滑動配合的滑桿，所述彈簧片設置于滑桿和雙壓電體結構之間，彈簧片和滑桿之間的彈性相壓為點接觸或線接觸，該彈簧片在垂直于兩壓電體伸縮方向上將滑桿的一端與基座相壓，并將滑桿的另一端與兩個墊片分別相壓，分別構成基座正壓力和兩個墊片正壓力，在所述雙壓電體結構的伸縮方向上，所述彈簧片產生的側向彈力的位置處于基座正壓力位置和墊片正壓力位置之間，且距離墊片正壓力位置比距離基座正壓力位置更近。根據本專利技術的一種具體實施方式，在所述雙壓電體結構的伸縮方向上，所述彈簧片產生的側向彈力的位置處于基座正壓力位置和墊片正壓力位置之間，且距離墊片正壓力位置是距離基座正壓力位置的1/2。還本專利技術一種高剛性自配合雙壓電體并排推動的三摩擦力步進器，包括兩個壓電體、基座、滑桿，所述兩壓電體按伸縮方向平行設置并排地固定站立于基座上，構成雙壓電體結構，其特征在于，還包括彈簧片和兩個墊片，所述兩個墊片分別固定于所述兩壓電體的自由端，所述兩壓電體皆呈沿管形體中軸線剖開的半管形狀，它們圍合起來固定站立于環形基座上，構成管形雙壓電體結構，所述兩個墊片都為半環形，它們圍成一個環形，構成墊片環，設置與兩壓電體在其伸縮方向上為滑動配合的滑桿，所述滑桿置于所述管形雙壓電體結構之內并且穿過分別位于其兩端的環形基座和墊片環，所述彈簧片設置于滑桿和管形雙壓電體結構的內壁之間，彈簧片和滑桿之間的彈性相壓為點接觸或線接觸，該彈簧片在垂直于兩壓電體伸縮方向上將滑桿的一端與基座相壓，并將滑桿的另一端與兩個墊片分別相壓，分別構成基座正壓力和兩個墊片正壓力，在所述雙壓電體結構的伸縮方向上，所述彈簧片產生的側向彈力的位置處于基座正壓力位置和墊片正壓力位置之間，且距離墊片正壓力位置比距離基座正壓力位置更近。根據本專利技術的一種具體實施方式，在所述雙壓電體結構的伸縮方向上，所述彈簧片產生的側向彈力的位置處于基座正壓力位置和墊片正壓力位置之間，且距離墊片正壓力位置是距離基座正壓力位置的1/2。本專利技術還提出一種高剛性自配合雙壓電體并排推動的三摩擦力步進器，包括兩個壓電體、基座、滑桿，所述兩壓電體按伸縮方向平行設置并排地固定站立于基座上，構成雙壓電體結構，其特征在于，還包括彈簧片和兩個墊片，所述兩個墊片分別固定于所述兩壓電體的自由端，所述兩壓電體皆呈沿管形體中軸線剖開的半管形狀，它們圍合起來固定站立于環形基座上，構成管形雙壓電體結構，所述兩個墊片都為半環形，它們圍成一個環形，構成墊片環，設置與兩壓電體在其伸縮方向上為滑動配合的滑桿，所述滑桿為管形，套于所述管形雙壓電體結構之外，所述彈簧片設置于滑桿內壁和管形雙壓電體結構的外壁之間，彈簧片和滑桿之間的彈性相壓為點接觸或線接觸，該彈簧片在垂直于兩壓電體伸縮方向上將滑桿的一端與基座相壓，并將滑桿的另一端與兩個墊片分別相壓，分別構成基座正壓力和兩個墊片正壓力，在所述雙壓電體結構的伸縮方向上，所述彈簧片產生的側向彈力的位置處于基座正壓力位置和墊片正壓力位置之間，且距離墊片正壓力位置比距離基座正壓力位置更近。 根據本專利技術的一種具體實施方式，在所述雙壓電體結構的伸縮方向上，所述彈簧片產生的側向彈力的位置處本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種高剛性自配合雙壓電體并排推動的三摩擦力步進器，包括兩個壓電體、基座、滑桿，所述兩壓電體按伸縮方向平行設置并排地固定站立于基座上，構成雙壓電體結構，其特征在于，還包括彈簧片和兩個墊片，所述兩個墊片分別固定于所述兩壓電體的自由端，設置與兩壓電體在其伸縮方向上為滑動配合的滑桿，所述彈簧片設置于基座和滑桿之間，彈簧片和滑桿之間的彈性相壓為點接觸或線接觸，該彈簧片在垂直于兩壓電體伸縮方向上將滑桿的一端與基座相壓，并將滑桿的另一端與兩個墊片分別相壓，分別構成基座正壓力和兩個墊片正壓力，在所述雙壓電體結構的伸縮方向上，所述彈簧片產生的側向彈力的位置處于基座正壓力位置和墊片正壓力位置之間，且距離墊片正壓力位置比距離基座正壓力位置更近。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：王琦，陸輕鈾，
申請(專利權)人：中國科學技術大學，
類型：發明
國別省市：
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