專利名稱：一種基于仿生原理的精密運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于仿生原理的精密運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，屬于幾何量計(jì)量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在幾何量計(jì)量技術(shù)領(lǐng)域，比較常用的精密運(yùn)動(dòng)及定位裝置通常采用電機(jī)加絲杠的 驅(qū)動(dòng)方式，這種驅(qū)動(dòng)方式可以實(shí)現(xiàn)大范圍運(yùn)動(dòng)，但只能達(dá)到微米級(jí)的運(yùn)動(dòng)分辨力；還有的采 用壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)器方式，這種驅(qū)動(dòng)方式可以實(shí)現(xiàn)納米級(jí)的運(yùn)動(dòng)分辨率，但運(yùn)動(dòng)范圍 通常只有微米級(jí)；要實(shí)現(xiàn)大運(yùn)動(dòng)范圍的納米級(jí)運(yùn)動(dòng)分辨率及定位精度，只能采用粗動(dòng)與微 動(dòng)相結(jié)合的兩級(jí)運(yùn)動(dòng)方式，使用電機(jī)加絲杠實(shí)現(xiàn)大范圍運(yùn)動(dòng)，再使用壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng) 裝置實(shí)現(xiàn)小范圍調(diào)整，這種方式的缺點(diǎn)是兩種驅(qū)動(dòng)方式之間的結(jié)合非常困難，不能實(shí)現(xiàn)整 個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍的超精細(xì)平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)，尤其無(wú)法實(shí)現(xiàn)大范圍的高精度掃描。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，使運(yùn)動(dòng)執(zhí)行裝置在大運(yùn)動(dòng)范圍的情況 下實(shí)現(xiàn)高運(yùn)動(dòng)分辨率，提出一種基于仿生原理的精密運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的一種基于仿生原理的精密運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，由前吸盤、前壓電陶瓷微位移 驅(qū)動(dòng)元件、運(yùn)動(dòng)輸出支點(diǎn)、后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件、后吸盤組成，其外圍設(shè)備為固定驅(qū) 動(dòng)裝置用的鐵質(zhì)軟磁導(dǎo)磁平板；前吸盤、前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件、運(yùn)動(dòng)輸出支點(diǎn)、后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元 件、后吸盤依次排列成一條直線，前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件和后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元 件的運(yùn)動(dòng)方向也在這一直線上；前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件的一端和后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件的一端分別固 定連接在運(yùn)動(dòng)輸出支點(diǎn)的前、后兩側(cè)，前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件的另一端固定連接于前 吸盤，后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件的另一端固定連接于后吸盤；前吸盤和后吸盤在裝置運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，受到前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件和后壓電陶 瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件的推動(dòng)而滑動(dòng)，就象動(dòng)物的兩條腿，交替吸附于鐵質(zhì)軟磁導(dǎo)磁平板上，從 而實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)輸出支點(diǎn)的大范圍運(yùn)動(dòng)；前吸盤和后吸盤均為磁性吸盤，由吸盤磁路、電磁線圈和高磁性永久磁鐵組成，高 磁性永久磁鐵位于吸盤磁路之中，電磁線圈纏繞在吸盤磁路外面；吸盤磁路與導(dǎo)磁平板構(gòu) 成一個(gè)完整的鐵磁回路，使磁路的磁阻盡量小，在電磁線圈不通電時(shí)，吸盤磁路中有足夠的 磁通量，保證吸盤與平板間有足夠的正壓力，從而提供足夠的摩擦力，保證吸盤能牢固地吸 附于鐵質(zhì)軟磁導(dǎo)磁平板上；當(dāng)需要吸盤脫開時(shí)，在電磁線圈中通電，使其產(chǎn)生一個(gè)與永久磁 鐵磁場(chǎng)方向相反的磁場(chǎng)，從而降低吸盤磁路的磁通量，使磁回路的綜合磁通量為零，吸盤就 可以在鐵質(zhì)軟磁導(dǎo)磁平板上自由滑動(dòng)；本發(fā)明的一種基于仿生原理的精密運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，其向前運(yùn)動(dòng)的過(guò)程如下
步驟1.后吸盤吸附于鐵質(zhì)軟磁導(dǎo)磁平板上，前吸盤脫開，前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng) 元件和后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件伸長(zhǎng)，推動(dòng)運(yùn)動(dòng)輸出支點(diǎn)向前運(yùn)動(dòng)，同時(shí)前吸盤也向前 運(yùn)動(dòng)；步驟2.當(dāng)前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件和后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件伸長(zhǎng)到極限 位置后，前吸盤吸附于鐵質(zhì)軟磁導(dǎo)磁平板上，后吸盤脫開，前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件和后 壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件縮短，拉動(dòng)運(yùn)動(dòng)輸出支點(diǎn)向前運(yùn)動(dòng)，同時(shí)后吸盤也向前運(yùn)動(dòng)；步驟3.當(dāng)前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件和后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件收縮到極限 位置后，驅(qū)動(dòng)裝置處于一個(gè)前方的新的位置；重復(fù)進(jìn)行上述步驟1、2、3，運(yùn)動(dòng)輸出支點(diǎn)就可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)向前運(yùn)動(dòng)；本發(fā)明的一種基于仿生原理的精密運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，其向后運(yùn)動(dòng)的過(guò)程如下步驟1.前吸盤吸附于鐵質(zhì)軟磁導(dǎo)磁平板上，后吸盤脫開，前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng) 元件和后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件伸長(zhǎng)，推動(dòng)運(yùn)動(dòng)輸出支點(diǎn)向后運(yùn)動(dòng)，同時(shí)后吸盤也向后 運(yùn)動(dòng)；步驟2.當(dāng)前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件和后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件伸長(zhǎng)到極限 位置后，后吸盤吸附于鐵質(zhì)軟磁導(dǎo)磁平板上，前吸盤脫開，前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件和后 壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件縮短，拉動(dòng)運(yùn)動(dòng)輸出支點(diǎn)向后運(yùn)動(dòng)，同時(shí)前吸盤也向后運(yùn)動(dòng)；步驟3.當(dāng)前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件和后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件收縮到極限 位置后，驅(qū)動(dòng)裝置處于一個(gè)后方的新的位置；重復(fù)進(jìn)行上述步驟1、2、3，運(yùn)動(dòng)輸出支點(diǎn)就可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)向后運(yùn)動(dòng)；這種采用磁性吸盤的方式，既有利于減小驅(qū)動(dòng)裝置的體積，還能夠提供足夠的吸 附力，保證吸盤與鐵質(zhì)軟磁導(dǎo)磁平板的摩擦力足夠大，從而使驅(qū)動(dòng)裝置的輸出力足夠大，也 便于降低控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度；在本發(fā)明的精密運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置中，發(fā)熱元件主要是前吸盤和后吸盤中的電磁線 圈；采用永久磁鐵磁路的好處就是在精密運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置做精密定位時(shí)，吸盤電磁線圈不需 要通電，即此時(shí)電磁線圈的發(fā)熱比較小，而根據(jù)統(tǒng)計(jì)，幾何量計(jì)量過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)裝置大部分 時(shí)間都是處于保持狀態(tài)，因此可使本裝置發(fā)熱大大降低；另外在整個(gè)控制系統(tǒng)還沒有工作 時(shí)，能夠保證運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)不被移動(dòng)，從而使整個(gè)系統(tǒng)處于已知狀態(tài)；前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件和后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件是本裝置的運(yùn)動(dòng)單元， 這兩個(gè)驅(qū)動(dòng)元件類似動(dòng)物驅(qū)動(dòng)兩條腿的肌肉，在“一步”內(nèi)的運(yùn)動(dòng)由這兩個(gè)驅(qū)動(dòng)元件控制完 成；壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件的特點(diǎn)是1)位移量與驅(qū)動(dòng)電壓近似線性關(guān)系，并可以通過(guò) 反饋控制方式實(shí)現(xiàn)精密的位移控制，位移分辨率可以達(dá)到納米級(jí)；2)運(yùn)動(dòng)范圍可以達(dá)到驅(qū) 動(dòng)元件長(zhǎng)度的0. 15%；3)驅(qū)動(dòng)力大，可以達(dá)到幾牛頓到幾千牛頓；4)利用電場(chǎng)力工作，在位 置保持時(shí)幾乎不消耗能量；5)響應(yīng)速度快；在本發(fā)明的精密運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置中，運(yùn)動(dòng)輸出支點(diǎn)位于驅(qū)動(dòng)裝置的中部，前壓電陶 瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件和后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件的連接部位，這樣的布局可以保證運(yùn)動(dòng)輸 出支點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)不會(huì)因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)過(guò)程中前吸盤和后吸盤的切換而造成頓挫。有益效果本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，發(fā)熱量低，運(yùn)動(dòng)過(guò)程無(wú)頓挫；具有高運(yùn)動(dòng)分辨率和大的運(yùn)動(dòng)范 圍，其運(yùn)動(dòng)范圍只受鐵質(zhì)軟磁導(dǎo)磁平板尺寸的限制；可以實(shí)現(xiàn)精確運(yùn)動(dòng)，適用于需要進(jìn)行低速運(yùn)行的場(chǎng)合。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1為前吸盤，2為前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件，3為運(yùn)動(dòng)輸出支點(diǎn)，4為后壓電 陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件，5為后吸盤；圖2為本發(fā)明中前吸盤和后吸盤的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，6為吸盤磁路，7為電磁線圈，8為高磁性永久磁鐵，9為鐵質(zhì)軟磁導(dǎo)磁平板；圖3為本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)向前運(yùn)動(dòng)的過(guò)程示意圖；圖4為本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)向后運(yùn)動(dòng)的過(guò)程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例一種基于仿生原理的精密運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，如圖1所示，由前吸盤、前壓電陶瓷微位 移驅(qū)動(dòng)元件、運(yùn)動(dòng)輸出支點(diǎn)、后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件、后吸盤組成，其外圍設(shè)備為固定 驅(qū)動(dòng)裝置用的鐵質(zhì)軟磁導(dǎo)磁平板；前吸盤、前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件、運(yùn)動(dòng)輸出支點(diǎn)、后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元 件、后吸盤依次排列成一條直線，前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件和后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元 件的運(yùn)動(dòng)方向也在這一直線上；前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件的一端和后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件的一端分別固 定連接在運(yùn)動(dòng)輸出支點(diǎn)的前、后兩側(cè)，前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件的另一端固定連接于前 吸盤，后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件的另一端固定連接于后吸盤；前吸盤和后吸盤在裝置運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，受到前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件和后壓電陶 瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件的推動(dòng)而滑動(dòng)，就象動(dòng)物的兩條腿，交替吸附于鐵質(zhì)軟磁導(dǎo)磁平板上，從 而實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)輸出支點(diǎn)的大范圍運(yùn)動(dòng)；前吸盤和后吸盤均為磁性吸盤，如圖2所示，由吸盤磁路、電磁線圈和高磁性永久 磁鐵組成，高磁性永久磁鐵位于吸盤磁路之中，電磁線圈纏繞在吸盤磁路外面。本實(shí)施例的一種基于仿生原理的精密運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，如圖3所示，其向前運(yùn)動(dòng)的 過(guò)程如下步驟1.后吸盤吸附于鐵質(zhì)軟磁導(dǎo)磁平板上，前吸盤脫開，前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng) 元件和后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件伸長(zhǎng)，推動(dòng)運(yùn)動(dòng)輸出支點(diǎn)向前運(yùn)動(dòng)，同時(shí)前吸盤也向前 運(yùn)動(dòng)；步驟2.當(dāng)前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件和后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件伸長(zhǎng)到極限 位置后，前吸盤吸附于鐵質(zhì)軟磁導(dǎo)磁平板上，后吸盤脫開，前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件和后 壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件縮短，拉動(dòng)運(yùn)動(dòng)輸出支點(diǎn)向前運(yùn)動(dòng)，同時(shí)后吸盤也向前運(yùn)動(dòng)；步驟3.當(dāng)前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件和后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件收縮到極限 位置后，驅(qū)動(dòng)裝置處于一個(gè)前方的新的位置；重復(fù)進(jìn)行上述步驟1、2、3，運(yùn)動(dòng)輸出支點(diǎn)就可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)向前運(yùn)動(dòng)；
本實(shí)施例的一種基于仿生原理的精密運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，如圖3所示，其向后運(yùn)動(dòng)的 過(guò)程如下步驟1.前吸盤吸附于鐵質(zhì)軟磁導(dǎo)磁平板上，后吸盤脫開，前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng) 元件和后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件伸長(zhǎng)，推動(dòng)運(yùn)動(dòng)輸出支點(diǎn)向后運(yùn)動(dòng)，同時(shí)后吸盤也向后 運(yùn)動(dòng)；步驟2.當(dāng)前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件和后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件伸長(zhǎng)到極限 位置后，后吸盤吸附于鐵質(zhì)軟磁導(dǎo)磁平板上，前吸盤脫開，前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件和后 壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件縮短，拉動(dòng)運(yùn)動(dòng)輸出支點(diǎn)向后運(yùn)動(dòng)，同時(shí)前吸盤也向后運(yùn)動(dòng)；步驟3.當(dāng)前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件和后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件收縮到極限 位置后，驅(qū)動(dòng)裝置處于一個(gè)后方的新的位置；重復(fù)進(jìn)行上述步驟1、2、3，運(yùn)動(dòng)輸出支點(diǎn)就可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)向后運(yùn)動(dòng)。上述前吸盤和后吸盤均采用直徑20mm圓柱形軟鐵磁路，采用釹鐵硼稀土永磁材 料作為磁路中的永久磁鐵；上述前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件和后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件均采用 IOmmX IOmmX30mm、行程45 μ m、驅(qū)動(dòng)能力1000N、帶位移反饋的層疊式壓電陶瓷微位移驅(qū) 動(dòng)元件；本實(shí)施例在普通鑄鐵平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了 500mm運(yùn)動(dòng)行程，并可以實(shí)現(xiàn)IOnm的定位精度。以上所述為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，本發(fā)明不應(yīng)該局限于該實(shí)施例和附圖所公 開的內(nèi)容。凡是不脫離本發(fā)明所公開的精神下完成的等效或修改，都落入本發(fā)明保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于仿生原理的精密運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，其外圍設(shè)備為固定驅(qū)動(dòng)裝置用的鐵質(zhì)軟磁 導(dǎo)磁平板，其特征在于由前吸盤、前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件、運(yùn)動(dòng)輸出支點(diǎn)、后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件、 后吸盤組成；前吸盤、前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件、運(yùn)動(dòng)輸出支點(diǎn)、后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件、后 吸盤依次排列成一條直線，前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件和后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件的運(yùn) 動(dòng)方向也在這一直線上；前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件的一端和后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件的一端分別固定連 接在運(yùn)動(dòng)輸出支點(diǎn)的前、后兩側(cè)，前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件的另一端固定連接于前吸盤， 后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件的另一端固定連接于后吸盤；前吸盤和后吸盤在裝置運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，受到前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件和后壓電陶瓷微 位移驅(qū)動(dòng)元件的推動(dòng)而滑動(dòng)，交替吸附于鐵質(zhì)軟磁導(dǎo)磁平板上；前吸盤和后吸盤均為磁性吸盤，由吸盤磁路、電磁線圈和高磁性永久磁鐵組成，高磁性 永久磁鐵位于吸盤磁路之中，電磁線圈纏繞在吸盤磁路外面；當(dāng)電磁線圈不通電時(shí)，吸盤吸 附于鐵質(zhì)軟磁導(dǎo)磁平板上；當(dāng)電磁線圈中通電時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)與永久磁鐵磁場(chǎng)方向相反的磁 場(chǎng)，使吸盤從鐵質(zhì)軟磁導(dǎo)磁平板上脫開并可以自由滑動(dòng)；上述基于仿生原理的精密運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，其向前運(yùn)動(dòng)的過(guò)程如下 步驟1.后吸盤吸附于鐵質(zhì)軟磁導(dǎo)磁平板上，前吸盤脫開，前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元 件和后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件伸長(zhǎng)，推動(dòng)運(yùn)動(dòng)輸出支點(diǎn)向前運(yùn)動(dòng)，同時(shí)前吸盤也向前運(yùn) 動(dòng)；步驟2.當(dāng)前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件和后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件伸長(zhǎng)到極限位置 后，前吸盤吸附于鐵質(zhì)軟磁導(dǎo)磁平板上，后吸盤脫開，前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件和后壓電 陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件縮短，拉動(dòng)運(yùn)動(dòng)輸出支點(diǎn)向前運(yùn)動(dòng)，同時(shí)后吸盤也向前運(yùn)動(dòng)；步驟3.當(dāng)前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件和后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件收縮到極限位置 后，驅(qū)動(dòng)裝置處于一個(gè)前方的新的位置；重復(fù)進(jìn)行上述步驟1、2、3，運(yùn)動(dòng)輸出支點(diǎn)就可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)向前運(yùn)動(dòng)； 上述一種基于仿生原理的精密運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，其向后運(yùn)動(dòng)的過(guò)程如下 步驟1.前吸盤吸附于鐵質(zhì)軟磁導(dǎo)磁平板上，后吸盤脫開，前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元 件和后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件伸長(zhǎng)，推動(dòng)運(yùn)動(dòng)輸出支點(diǎn)向后運(yùn)動(dòng)，同時(shí)后吸盤也向后運(yùn) 動(dòng)；步驟2.當(dāng)前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件和后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件伸長(zhǎng)到極限位置 后，后吸盤吸附于鐵質(zhì)軟磁導(dǎo)磁平板上，前吸盤脫開，前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件和后壓電 陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件縮短，拉動(dòng)運(yùn)動(dòng)輸出支點(diǎn)向后運(yùn)動(dòng)，同時(shí)前吸盤也向后運(yùn)動(dòng)；步驟3.當(dāng)前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件和后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件收縮到極限位置 后，驅(qū)動(dòng)裝置處于一個(gè)后方的新的位置；重復(fù)進(jìn)行上述步驟1、2、3，運(yùn)動(dòng)輸出支點(diǎn)就可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)向后運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于仿生原理的精密運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述 前吸盤和后吸盤均采用直徑20mm圓柱形軟鐵磁路，采用釹鐵硼稀土永磁材料作為磁路中 的永久磁鐵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于仿生原理的精密運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述 前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件和后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件均采用IOmmX IOmmX 30mm、行程 45 μ m、驅(qū)動(dòng)能力1000N、帶位移反饋的層疊式壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于仿生原理的精密運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，屬于幾何量計(jì)量技術(shù)領(lǐng)域。由前吸盤、前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件、運(yùn)動(dòng)輸出支點(diǎn)、后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件、后吸盤組成，其外圍設(shè)備為固定驅(qū)動(dòng)裝置用的鐵質(zhì)軟磁導(dǎo)磁平板；通過(guò)協(xié)調(diào)前吸盤和后吸盤的吸附動(dòng)作，以及前壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件和后壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)元件的伸縮動(dòng)作，推動(dòng)運(yùn)動(dòng)輸出支點(diǎn)實(shí)現(xiàn)大運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)的納米級(jí)精確定位驅(qū)動(dòng)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，發(fā)熱量低，運(yùn)動(dòng)過(guò)程無(wú)頓挫；具有高運(yùn)動(dòng)分辨率和大運(yùn)動(dòng)范圍，其運(yùn)動(dòng)范圍只受鐵質(zhì)軟磁導(dǎo)磁平板尺寸的限制；可以實(shí)現(xiàn)精確運(yùn)動(dòng)，適用于需要進(jìn)行低速運(yùn)行的場(chǎng)合。
文檔編號(hào)H02N2/02GK102122901SQ20111005352
公開日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2011年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月7日
發(fā)明者蘭一兵, 朱振宇, 李華豐, 李強(qiáng), 王霽 申請(qǐng)人:中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司北京長(zhǎng)城計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所