壓電致缸筒彎曲振動的低摩擦特性氣缸制造技術

壓電致缸筒彎曲振動的低摩擦特性氣缸，本發明專利技術屬于氣動技術領域，具體是降低氣缸摩擦系數的技術領域。為了方便、快速、靈活地實現降低氣缸的摩擦系數。在氣缸總成的缸筒的外圓面上，繞圓周方向設置有多個兩兩相對的平面，每個平面上都設置有一片或多片壓電伸縮片，并使每片壓電伸縮片的一個平面都與平面連接，每個平面上在設置有多個壓電伸縮片時，這個面上的所有壓電伸縮片都沿氣缸總成的缸筒的軸線方向排列；所述壓電伸縮片的伸縮方向與氣缸總成的缸筒的軸線平行；所述壓電伸縮片驅動電壓的頻率和缸筒本身對應的固有彎曲振動頻率相同或相近。本發明專利技術在壓電伸縮片輸入驅動信號時，能使活塞與缸筒的摩擦系數降低。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于氣動
，具體是降低氣缸摩擦系數的

技術介紹
氣缸爬行現象嚴重影響氣缸的運動平穩性。為有效消除爬行現象，改善氣缸低速運行特性，一種周知的方法是通過在控制信號上疊加顫振信號的方式來補償氣缸的摩擦力，消除氣缸摩擦力的方向性，從而減輕了氣缸爬行現象。但顫振信號的頻率和幅度在實際應用時很難恰當把握，常常帶來噪聲、抖動等副作用。另一種方法是利用氣浮效應在氣缸摩擦副之間引入一層氣膜。使活塞和金屬缸筒不直接接觸，從而明顯減少氣缸動靜摩擦力的差值，使氣缸爬行現象得到很大改善。如專利CN102155465A。然而這種氣浮低摩擦氣缸在制造過程中，對氣缸各零部件的加工精度提出了很高要求，且在大尺寸的氣浮低摩擦氣缸加工制造中存在很大難度。還有一種方法是在對低速性能要求較高的場合，氣液聯控伺服系統時常被使用。通過增加系統的阻尼的方式，氣缸低速的爬行有了很大的改善。但這一系統往往體積加大，且易引入油液污染。
技術實現思路
為了方便、快速、靈活地實現降低氣缸的摩擦系數，本專利技術提出了一種壓電致缸筒彎曲振動的低摩擦特性氣缸。所述壓電致缸筒彎曲振動的低摩擦特性氣缸，是由氣缸總成、多片壓電伸縮片組成； 在氣缸總成的缸筒的外圓面上，繞圓周方向設置有多個兩兩相對的平面，平面的總個數為2的倍數，每個平面上都設置有一片或多片壓電伸縮片，且每個平面上的壓電伸縮片的個數都相等，并使每片壓電伸縮片的一個平面都與平面連接，每個平面上在設置有多個壓電伸縮片時，這個面上的所有壓電伸縮片都沿氣缸總成的缸筒的軸線方向排列；所述壓電伸縮片的伸縮方向與氣缸總成的缸筒的軸線平行；所述壓電伸縮片驅動交流電信號的頻率和缸筒本身對應的固有彎曲振動頻率相同或相近；多片壓電伸縮片的驅動方式為行波激振工作模式或駐波激振工作模式；所述行波激振工作模式為每兩個相對平面上的壓電伸縮片的驅動相位差180度，每個平面上的相鄰壓電伸縮片的驅動相位差180度，每兩個相對平面上的壓電伸縮片以圓周相鄰依次驅動，圓周相鄰平面上的壓電伸縮片的驅動相位差90度；所述駐波激振工作模式為每個或幾個壓電伸縮片可單獨或成組驅動，每個或每組壓電伸縮片的驅動相位差可為O度。本專利技術在壓電伸縮片輸入驅動信號時，能使活塞與缸筒的摩擦系數降低。它還具有結構簡單、加工容易、維護方便、且易于控制。本專利技術在低速氣缸領域有著廣泛的應用前旦-5^ O附圖說明圖1是本專利技術的結構示意圖； 圖2是圖1中缸筒的A-A向剖視結構示意圖。具體實施例方式具體實施方式一:參見圖1、圖2進行說明，本具體實施方式是由氣缸總成1、多片壓電伸縮片2組成； 在氣缸總成I的缸筒的外圓面上，繞圓周方向設置有多個兩兩相對的平面1-1，平面1-1的總個數為4的倍數，每個平面1-1上都設置有一片或多片壓電伸縮片2，且每個平面1-1上的壓電伸縮片2的個數都相等，并使每片壓電伸縮片2的一個平面都與平面1-1連接，每個平面1-1上在設置有多個壓電伸縮片2時，這個面上的所有壓電伸縮片2都沿氣缸總成I的缸筒的軸線方向排列；所述壓電伸縮片2的伸縮方向與氣缸總成I的缸筒的軸線平行；所述壓電伸縮片2驅動交流電信號的頻率和缸筒本身對應的固有彎曲振動頻率相同或相近；多片壓電伸縮片2的驅動方式為行波激振工作模式或駐波激振工作模式；所述行波激振工作模式為每兩個相對平面1-1上的壓電伸縮片2的驅動相位差180度，每個平面1-1上的相鄰壓電伸縮片2的驅動相位差180度，每兩個相對平面1-1上的壓電伸縮片2以圓周相鄰依次驅動，圓周相鄰平面1-1上的壓電伸縮片2的驅動相位差90度；所述駐波激振工作模式為每個或幾個壓電伸縮片2可單獨或成組驅動，每個或每組壓電伸縮片2的驅動相位差可為O度。所述每片壓電伸縮片2的一個平面都與平面1-1的連接方式可為粘接、冷焊、化學方法。所述壓電伸縮片2的驅動交流電信號的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。所述壓電伸縮片2可更換成磁致伸縮片、光致伸縮片或熱致伸縮片。所述氣缸總成I的缸筒的材質為鈦合金、銅合金、合金鋼或招合金。具體實施方式二:參見圖1、圖2進行說明，本具體實施方式與具體實施方式一的不同點在于所述每個平面1-1上在設置有多個壓電伸縮片2時，這個面上的所有壓電伸縮片2都沿氣缸總成I的缸筒的軸線方向均勻排列。其它組成和連接關系與具體實施方式一相同。工作原理:它是通過驅動壓電伸縮片2，使氣缸總成I的缸筒處在高頻彎曲振動狀態，利用缸筒的高頻彎曲振動所產生的減摩效應降低活塞與缸筒的摩擦系數，從而使氣缸具有低摩擦特性。給所有壓電伸縮片2通以和缸筒本身對應的固有彎曲振動頻率相同或相近的正弦交流電，則每一面上的兩片壓電伸縮片會同時產生沿它們長度方向對應的變形，從而激振出缸筒的彎曲振動。在行波驅動中，按平面不相鄰的原則把所有壓電伸縮片分為兩組，給兩組壓電伸縮片通以相位差為90度的正弦交流電，缸筒接地，則會在空間上激勵產生兩個相互正交的彎曲振動駐波，從而耦合成彎曲振動行波，進而減少氣缸摩擦系數。在駐波驅動中，按平面不相鄰的原則把所有壓電伸縮片分為兩組，只給其中一組壓電伸縮片通以和缸筒本身對應的固有彎曲振動頻率相同或相近的正弦交流電，另一組和缸筒接地,從而激勵出對應的缸筒彎曲振動模態，進而減少氣缸摩擦系數。權利要求1.壓電致缸筒彎曲振動的低摩擦特性氣缸，其特征在于它是由氣缸總成(I)、多片壓電伸縮片(2)組成； 在氣缸總成(I)的缸筒的外圓面上，繞圓周方向設置有多個兩兩相對的平面(1-1)，平面(1-1)的總個數為2的倍數，每個平面(1-1)上都設置有一片或多片壓電伸縮片(2)，且每個平面(1-1)上的壓電伸縮片(2)的個數都相等，并使每片壓電伸縮片(2)的一個平面都與平面(1-1)連接，每個平面(1-1)上在設置有多個壓電伸縮片(2 )時，這個面上的所有壓電伸縮片(2)都沿氣缸總成(I)的缸筒的軸線方向排列；所述壓電伸縮片(2)的伸縮方向與氣缸總成(I)的缸筒的軸線平行；所述壓電伸縮片(2)驅動交流電信號的頻率和缸筒本身對應的固有彎曲振動頻率相同或相近；多片壓電伸縮片(2)的驅動方式為行波激振工作模式或駐波激振工作模式；所述行波激振工作模式為每兩個相對平面(1-1)上的壓電伸縮片(2)的驅動相位差180度，每個平面(1-1)上的相鄰壓電伸縮片(2)的驅動相位差180度，每兩個相對平面(1-1)上的壓電伸縮片(2)以圓周相鄰依次驅動，圓周相鄰平面(1-1)上的壓電伸縮片(2)的驅動相位差90度；所述駐波激振工作模式為每個或幾個壓電伸縮片(2)可單獨或成組驅動，每個或每組壓電伸縮片(2)的驅動相位差可為O度。2.根據權利要求1所述的壓電致缸筒彎曲振動的低摩擦特性氣缸，其特征在于所述每個平面(1-1)上在設置有多個壓電伸縮片(2)時，這個面上的所有壓電伸縮片(2)都沿氣缸總成(I)的缸筒的軸線方向均勻排列。3.根據權利要求1所述的壓電致缸筒彎曲振動的低摩擦特性氣缸，其特征在于所述壓電伸縮片(2)的驅動交流電信號的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。4.根據權利要求1所述的壓電致缸筒彎曲振動的低摩擦特性氣缸，其特征在于所述每片壓電伸縮片(2)的一個本文檔來自技高網...

【技術保護點】
壓電致缸筒彎曲振動的低摩擦特性氣缸，其特征在于它是由氣缸總成（1）、多片壓電伸縮片（2）組成；在氣缸總成（1）的缸筒的外圓面上，繞圓周方向設置有多個兩兩相對的平面（1?1），平面（1?1）的總個數為2的倍數，每個平面（1?1）上都設置有一片或多片壓電伸縮片（2），且每個平面（1?1）上的壓電伸縮片（2）的個數都相等，并使每片壓電伸縮片（2）的一個平面都與平面（1?1）連接，每個平面（1?1）上在設置有多個壓電伸縮片（2）時，這個面上的所有壓電伸縮片（2）都沿氣缸總成（1）的缸筒的軸線方向排列；所述壓電伸縮片（2）的伸縮方向與氣缸總成（1）的缸筒的軸線平行；所述壓電伸縮片（2）驅動交流電信號的頻率和缸筒本身對應的固有彎曲振動頻率相同或相近；多片壓電伸縮片（2）的驅動方式為行波激振工作模式或駐波激振工作模式；所述行波激振工作模式為每兩個相對平面（1?1）上的壓電伸縮片（2）的驅動相位差180度，每個平面（1?1）上的相鄰壓電伸縮片（2）的驅動相位差180度，每兩個相對平面（1?1）上的壓電伸縮片（2）以圓周相鄰依次驅動，圓周相鄰平面（1?1）上的壓電伸縮片（2）的驅動相位差90度；所述駐波激振工作模式為每個或幾個壓電伸縮片（2）可單獨或成組驅動，每個或每組壓電伸縮片（2）的驅動相位差可為0度。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：包鋼，程廷海，肖承豐，高焓，陳興隆，王維，
申請(專利權)人：哈爾濱工業大學，
類型：發明
國別省市：