夾心式懸臂梁縱扭模態轉換工作模式的可解鎖螺母，它屬于利用螺紋副連接的緊固件及傳動件領域。它是為了方便、快速、靈活地實現螺紋副間自鎖與解鎖兩種工作狀態的轉換與控制。它的壓電伸縮圓環由多片壓電伸縮片組成；壓電伸縮圓環鑲嵌在懸臂梁狀態的螺母基體的環槽中，壓電伸縮圓環的兩側端面分別與環槽內的兩側端面連接；在懸臂梁狀態的螺母基體的外圓面上，繞圓周方向設置有多條深槽或多列小孔；所有壓電伸縮片可單獨或成組驅動，在成組驅動時其驅動相位相同。本發明專利技術能在壓電伸縮片輸入驅動信號時，使螺母基體的自鎖工作狀態改變為解鎖工作狀態，即螺紋副間的摩擦系數大幅度減小，使螺母基體與螺桿之間的自鎖工作狀態消失。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于利用螺紋副連接的緊固件及傳動件領域。
技術介紹
基于螺紋副形式的緊固件與傳動件在當今各行業中的裝備、系統、裝置及機構中應用十分廣泛。對于螺紋副連接副來講，主要存在兩種工作狀態，分別為螺紋自鎖狀態和非自鎖狀態，其中后者也可稱為解鎖狀態。對于螺紋副的自鎖工作狀態，所采用的螺紋副一般應滿足螺紋自鎖條件，即螺紋升角小于螺紋副間的當量摩擦角，主要應用場合為零部件的緊固、滑動傳動導軌以及進行力傳遞的千斤頂等方面；對于螺紋副的解鎖工作狀態，即滿足螺紋升角大于螺紋副間的當量摩擦角，主要是利用螺母與螺桿間的旋合傳遞系統的運動和動力輸出，具體體現在以下三個方面，一是實現旋轉運動與直線運動間的轉換，二是用于調整系統中各零部件間的相互位置，三是以較小的輸入轉矩獲得較大的輸出推力等。目前，對于螺紋副間自鎖與解鎖兩種工作狀態的轉換與控制，往往需要同時采用具有自鎖功能的自鎖螺母與相應解鎖機構聯合工作才能實現，這類通過附加解鎖結構方式實現螺紋副的自鎖與解鎖狀態轉換功能的機構存在結構復雜、操作繁瑣、制作成本高等問題，限制了螺紋副緊固件與傳動件的應用場合。
技術實現思路
為了方便、快速、靈活地實現螺紋副間自鎖與解鎖兩種工作狀態的轉換與控制，本專利技術提出了一種夾心式懸臂梁縱扭模態轉換工作模式的可解鎖螺母。所述夾心式懸臂梁縱扭模態轉換工作模式的可解鎖螺母，是由懸臂梁狀態的螺母基體、壓電伸縮圓環組成； 懸臂梁狀態的螺母基體為懸臂梁約束方式，懸臂梁狀態的螺母基體為T型設計結構，其T型大直徑端采用懸臂梁約束方式并加工有若干個用于安裝固定用的定位孔；其T型小直徑的外圓面上開有一周環槽，懸臂梁狀態的螺母基體的內圓面上設置有內螺紋，懸臂梁狀態的螺母基體的內螺紋中旋轉連接有螺桿，內螺紋的螺紋升角小于內螺紋與螺桿連接螺紋副間的當量摩擦角；在懸臂梁狀態的螺母基體的外圓面上，繞圓周方向設置有多條深槽或多列小孔，多條深槽或多列小孔均設置在環槽與懸臂梁狀態的螺母基體的右側端面之間，多條深槽或多列小孔均沿懸臂梁狀態的螺母基體的外圓面螺旋線設置；壓電伸縮圓環由多片壓電伸縮片組成；所有壓電伸縮片為圓環墊片形，壓電伸縮片的伸縮方向與壓電伸縮片的厚度方向相同，多片壓電伸縮片依次疊加連接；壓電伸縮圓環鑲嵌在懸臂梁狀態的螺母基體的環槽中，壓電伸縮圓環的兩側端面分別與環槽內的兩側端面連接；所有壓電伸縮片可單獨或成組驅動，在成組驅動時其驅動相位相同。本專利技術能在壓電伸縮片輸入驅動信號時，使螺母基體的自鎖工作狀態改變為解鎖工作狀態，即螺紋副間的摩擦系數大幅度減小，使螺母基體與螺桿之間的自鎖工作狀態消失。本專利技術還具有結構簡單、制作成本低、應用范圍廣的優點，可用于機械傳動系統中的通斷、定位及速度控制等方面，擴展了螺紋副緊固件與傳動件的應用領域。附圖說明圖1是本專利技術的夾心式懸臂梁縱扭模態轉換工作模式的可解鎖螺母中旋轉連接有螺桿1-1后的結構示意 圖2是圖1中壓電伸縮圓環2展開分解后的結構示意 圖3是圖2中壓電伸縮片2-1結構示意圖4是圖1中懸臂梁狀態的螺母基體I的外圓面上設置有多條深槽3后的結構示意 圖5是圖1中懸臂梁狀態的螺母基體I的外圓面上設置有多列小孔4后的結構示意圖。具體實施例方式具體實施方式一:參見圖1、圖2、圖3進行說明，本具體實施方式是由懸臂梁狀態的螺母基體1、壓電伸縮圓環2組成； 懸臂梁狀態的螺母基體I為懸臂梁約束方式，懸臂梁狀態的螺母基體I為T型設計結構，其T型大直徑端采用懸臂梁約束方式并加工有若干個用于安裝固定用的定位孔1-2 ;其T型小直徑的外圓面上開有一周環槽1-4，懸臂梁狀態的螺母基體I的內圓面上設置有內螺紋1-3，懸臂梁狀態的螺母基體I的內螺紋1-3中旋轉連接有螺桿1-1，內螺紋1-3的螺紋升角小于內螺紋1-3與螺桿1-1連接螺紋副間的當量摩擦角；在懸臂梁狀態的螺母基體I的外圓面上，繞圓周方向設置有多條深槽3或多列小孔4，多條深槽3或多列小孔4均設置在環槽1-4與懸臂梁狀態的螺母基體I的右側端面之間，多條深槽3或多列小孔4均沿懸臂梁狀態的螺母基體I的外圓面螺旋線設置；壓電伸縮圓環2由多片壓電伸縮片2-1組成；所有壓電伸縮片2-1為圓環墊片形，壓電伸縮片2-1的伸縮方向與壓電伸縮片2的厚度方向相同，多片壓電伸縮片2-1依次疊加連接；壓電伸縮圓環2鑲嵌在懸臂梁狀態的螺母基體I的環槽1-4中，壓電伸縮圓環2的兩側端面分別與環槽1-4內的兩側端面連接；所有壓電伸縮片2-1可單獨或成組驅動，在成組驅動時其驅動相位相同。具體實施方式二:參見圖1、圖2、圖3進行說明，本實施方式與具體實施方式一的不同點在于所述壓電伸縮片2-1的其驅動頻率與懸臂梁狀態的螺母基體I的共振頻率相吻合或相近，以此激發懸臂梁狀態的螺母基體I處于超聲振動狀態；壓電伸縮片2-1的驅動電信號波形可為正弦波形交流電信號、方波形交流電信號、三角波形交流電信號或鋸齒形交流電信號。其它組成和連接關系與具體實施方式一相同。具體實施方式三:參見圖1、圖2、圖3進行說明，本實施方式與具體實施方式一的不同點在于所述懸臂梁狀態的螺母基體I的內螺紋和螺桿1-1的外螺紋可為梯形螺紋、三角形螺紋、矩形螺紋、鋸齒形螺紋、管螺紋或非標螺紋。其它組成和連接關系與具體實施方式一相同。工作原理:夾心式懸臂梁縱扭模態轉換工作模式的可解鎖螺母主要是通過壓電伸縮片2-1激勵可解鎖螺母處于高頻率(頻率一般大于1000 Hz)的微幅振動狀態，利用高頻振動所產生的減摩效應降低可解鎖螺母與螺桿間的摩擦系數，破壞螺紋副間的自鎖條件，使得可解鎖螺母處于解鎖工作狀態。由超聲頻率內(頻率一般大于13 kHz)的微幅振動所導致的超聲減摩效應是高頻振動的減摩效應中的一種，主要是指在兩個運動副處于摩擦狀態時，通過超聲振動的施加使得其中一個或兩個接觸表面處于超聲振動狀態而導致接觸面間摩擦系數減小的現象，目前這一現象已經被大量的實驗研究所證實，本專利技術主要利用高頻振動產生的減摩效應這一原理進行工作。夾心式懸臂梁縱扭模態轉換工作模式的可解鎖螺母主要利用壓電伸縮片2-1激發懸臂梁狀態的螺母基體I產生為沿軸向方向的縱向振動，通過在懸臂梁狀態的螺母基體I上設置的多條深槽3或多列小孔4耦合產生繞軸線方向的扭轉變形。所述壓電伸縮片2-1可更換成磁致伸縮片、光致伸縮片或熱致伸縮片。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
夾心式懸臂梁縱扭模態轉換工作模式的可解鎖螺母，其特征在于它是由懸臂梁狀態的螺母基體（1）、壓電伸縮圓環（2）組成；懸臂梁狀態的螺母基體（1）為懸臂梁約束方式，懸臂梁狀態的螺母基體（1）為T型設計結構，其T型大直徑端采用懸臂梁約束方式并加工有若干個用于安裝固定用的定位孔（1?2）；其T型小直徑的外圓面上開有一周環槽（1?4），懸臂梁狀態的螺母基體（1）的內圓面上設置有內螺紋（1?3），懸臂梁狀態的螺母基體（1）的內螺紋（1?3）中旋轉連接有螺桿（1?1），內螺紋（1?3）的螺紋升角小于內螺紋（1?3）與螺桿（1?1）連接螺紋副間的當量摩擦角；在懸臂梁狀態的螺母基體（1）的外圓面上，繞圓周方向設置有多條深槽（3）或多列小孔（4），多條深槽（3）或多列小孔（4）均設置在環槽（1?4）與懸臂梁狀態的螺母基體（1）的右側端面之間，多條深槽（3）或多列小孔（4）均沿懸臂梁狀態的螺母基體（1）的外圓面螺旋線設置；壓電伸縮圓環（2）由多片壓電伸縮片（2?1）組成；所有壓電伸縮片（2?1）為圓環墊片形，壓電伸縮片（2?1）的伸縮方向與壓電伸縮片（2）的厚度方向相同，多片壓電伸縮片（2?1）依次疊加連接；壓電伸縮圓環（2）鑲嵌在懸臂梁狀態的螺母基體（1）的環槽（1?4）中，壓電伸縮圓環（2）的兩側端面分別與環槽（1?4）內的兩側端面連接；所有壓電伸縮片（2?1）可單獨或成組驅動，在成組驅動時其驅動相位相同。...
【技術特征摘要】
1.夾心式懸臂梁縱扭模態轉換工作模式的可解鎖螺母，其特征在于它是由懸臂梁狀態的螺母基體(I)、壓電伸縮圓環(2)組成； 懸臂梁狀態的螺母基體(I)為懸臂梁約束方式，懸臂梁狀態的螺母基體(I)為T型設計結構，其T型大直徑端采用懸臂梁約束方式并加工有若干個用于安裝固定用的定位孔(1-2);其T型小直徑的外圓面上開有一周環槽(1-4)，懸臂梁狀態的螺母基體(I)的內圓面上設置有內螺紋(1-3)，懸臂梁狀態的螺母基體(I)的內螺紋(1-3)中旋轉連接有螺桿(1-1)，內螺紋(1-3)的螺紋升角小于內螺紋(1-3)與螺桿(1-1)連接螺紋副間的當量摩擦角；在懸臂梁狀態的螺母基體(I)的外圓面上，繞圓周方向設置有多條深槽(3)或多列小孔(4)，多條深槽(3)或多列小孔(4)均設置在環槽(1-4)與懸臂梁狀態的螺母基體(I)的右側端面之間，多條深槽(3)或多列小孔(4)均沿懸臂梁狀態的螺母基體(I)的外圓面螺旋線設置；壓電伸縮圓環(2)由多片壓電伸縮片(2-1)組成；所有壓電伸縮片(...
【專利技術屬性】
技術研發人員：程廷海，包鋼，唐晚靜，
申請(專利權)人：哈爾濱工業大學，
類型：發明
國別省市：
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