專利名稱：壓電/電流變混合超精密液壓步進驅(qū)動裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的壓電/電流變混合超精密液壓步進驅(qū)動裝置，屬于精密 電子機械領域。
背景技術：
隨著現(xiàn)代科學技術和工業(yè)技術的發(fā)展，特別是微/納米技術發(fā)展， 在硅微電子加工領域、在微機器人操作領域，在超精密切削領域、在光 纖、光學調(diào)整及生物醫(yī)學等領域，人們越來越要求具有超精密驅(qū)動的高 科技技術，來實現(xiàn)超精密的定位、位移和運動。傳統(tǒng)的步進電機已經(jīng)不 能滿足更高精度的使用要求。近年來，壓電型精密驅(qū)動器以其優(yōu)良的性 能逐漸引起人們的關注，壓電型精密驅(qū)動器雖說有一定的輸出精度，但 由于機械結構自身的局限性，其輸出驅(qū)動力較小， 一直制約其發(fā)展。
本發(fā)明人發(fā)明了一種新型電流變閥，已經(jīng)同時申請了中國發(fā)明專利， 該電流變閥能夠?qū)崿F(xiàn)高頻率、長壽命的工作性能。該發(fā)明采取的技術方
案是入口正極板2、正極板ll、出口正極板12與負極板一5、負極板 二 8之間壓接用于絕緣的絕緣環(huán)6，正負極板間的間隙通過絕緣環(huán)6的 厚薄進行調(diào)整，入口正極板2上有流體入口 4，出口正極板12上有流體 出口9，正極板11上有流體流道10;負極板邊緣有流道3，入口正極板 2與出口正極板7之間通過四個螺栓1、連接在一起，通過壓力使各個 極板和絕緣環(huán)連接在一起。參見圖2。
3其工作原理是當電源斷開時，正、負極板間沒有外加電場，各通 道以及極板間隙中的電流變液在壓力的作用下正常流動，實現(xiàn)閥的流通 功能；當電源接通時，正負極板間附加電場，電流變液在電場的作用下 迅速相變?yōu)楣虘B(tài)或準固態(tài)，實現(xiàn)閥的截止功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種壓電/電流變混合超精密液壓步進驅(qū)動裝置，該驅(qū)動 系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)輸出位移分辨率高，響應速度快，輸出載荷較大，噪音低， 工作壽命長的工作性能。為實現(xiàn)該目的，本發(fā)明采取的技術方案是管 道上固定連接電流變閥一、電流變閥二、電流變閥三、電流變閥四和電 流變閥五，驅(qū)動源無閥壓電疊堆泵的入口和出口相同、并與管道連接， 管道的出口一與容器一連接、管道的出口二與容器二連接，精密液壓缸 內(nèi)裝有活塞桿，該精密液壓缸的一側輸入輸出管道與管道上位于電流變 閥一、電流變閥二之間的出口三相連接，該精密液壓缸的另一側輸入輸 出管道與管道上的出口四連接。
其工作原理是第一步當電流變閥二、電流變閥三、電流變閥五 通電時，由于電流變效應，其內(nèi)部的電流變液固化，實現(xiàn)閥的阻止功能。 此時，給無閥壓電疊堆泵通電工作，驅(qū)動管道內(nèi)的電流變液通過電流變 閥四流入精密液壓缸右側，驅(qū)動活塞桿向左運動，精密液壓缸左側的電 流變液通過未通電的電流變閥一流入容器一中。如果壓電疊堆泵的輸出 流量非常小，則精密液壓缸活塞桿的步進位移量非常小，實現(xiàn)步進位移 的高分辨率。
第二步當給電流變閥二、電流變閥四通電，電流變閥三斷電，然 后給無閥壓電疊堆泵斷電時，此時，無閥壓電疊堆泵泵腔體積增大，把 電流變液通過斷電的電流變閥三吸入無閥壓電疊堆泵中。第三步重復第一步和第二步，則活塞桿以步進的方式向左步進運動。
當采用一下驅(qū)動方式時，則向右步進運動
第一步當電流變閥一、電流變閥三、電流變閥四通電時，由于電 流變效應，其內(nèi)部的電流變液固化，實現(xiàn)閥的阻止功能。此時，給無閥 壓電疊堆泵通電工作，驅(qū)動管道內(nèi)的電流變液通過電流變閥二流入精密 液壓缸左側，驅(qū)動活塞桿向右運動，精密液壓缸右側的電流變液通過未 通電的電流變閥五流入容器二中。如果壓電疊堆泵的輸出流量非常小， 則精密液壓缸活塞桿的步進位移量非常小，實現(xiàn)步進位移的高分辨率。
第二步當給電流變閥二、電流變閥四通電，電流變閥三斷電，然 后給無閥壓電疊堆泵斷電時，此時，無閥壓電疊堆泵泵腔體積增大，把 電流變液通過斷電的電流變閥三吸入無閥壓電疊堆泵中。
第三步重復第一步和第二步，則活塞桿以步進的方式向右步進運動。
本發(fā)明主要采用壓電疊堆泵和電流變閥實現(xiàn)對精密液壓缸的驅(qū)動和 控制，壓電泵在高精度電壓信號驅(qū)動下能產(chǎn)生精密的流量，驅(qū)動電流變 液通過管道及電流變閥進入精密液壓缸；而電流變閥中的電流變液在電 場作用能快速固化，形成閥的阻斷功能，通過泵和閥的時序控制即可實 現(xiàn)對精密液壓缸的精密步進驅(qū)動。
本發(fā)明的優(yōu)點在于輸出位移分辨率高，響應速度快，輸出載荷較 大，噪音低，工作壽命長。


圖l是本發(fā)明的結構示意圖。圖2是現(xiàn)有技術新型電流變閥的結構示意圖。
具體實施例方式
管道3上固定連接電流變閥一4、電流變閥二5、電流變閥三6、電 流變閥四8和電流變閥五9，驅(qū)動源無閥壓電疊堆泵7的入口和出口相 同、并與管道連接，管道的出口一 12與容器一2連接、管道的出口二 13與容器二 IO連接，精密液壓缸11內(nèi)裝有活塞桿1，該精密液壓缸的 一側輸入輸出管道與管道上位于電流變閥一 4、電流變閥二 5之間的出 口三14相連接，該精密液壓缸的另一側輸入輸出管道與管道上的出口 四15連接。
本發(fā)明中采取的電流變閥為背景技術中介紹的電流變閥。
權利要求
1、一種壓電/電流變混合超精密液壓步進驅(qū)動裝置，其特征在于管道上固定連接電流變閥一、電流變閥二、電流變閥三、電流變閥四和電流變閥五，驅(qū)動源無閥壓電疊堆泵的入口和出口相同、并與管道連接，管道的出口一與容器一連接、管道的出口二與容器二連接，精密液壓缸內(nèi)裝有活塞桿，該精密液壓缸的一側輸入輸出管道與管道上位于電流變閥一、電流變閥二之間的出口三相連接，該精密液壓缸的另一側輸入輸出管道與管道上的出口四連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超精密步進驅(qū)動裝置，屬于利用無閥壓電疊堆泵和電流變閥對精密液壓缸進行驅(qū)動和控制的步進驅(qū)動裝置。管道中流動電流變液，5個電流變閥分布在各個管路上，無閥壓電疊堆泵輸出精密脈沖動力實現(xiàn)對精密液壓缸的驅(qū)動。系統(tǒng)可以實現(xiàn)液壓缸的正反向精密步進驅(qū)動。優(yōu)點在于輸出位移分辨率高，響應速度快，輸出載荷較大，噪音低，工作壽命長，在精密驅(qū)動領域具有重要價值。本發(fā)明涉及的是一種壓電/電流變混合超精密液壓步進驅(qū)動裝置。
文檔編號F15B13/02GK101514715SQ200910066669
公開日2009年8月26日 申請日期2009年3月23日 優(yōu)先權日2009年3月23日
發(fā)明者劉建芳, 曲興田, 曹周禮, 李建橋, 趙宏偉 申請人:吉林大學