一種利用壓電堆進(jìn)行位置鎖止的大位移磁作動器，第一壓電堆嵌于第一輸出桿和第一壓電堆保護(hù)殼中，第一鎖止機(jī)構(gòu)與第一壓電堆保護(hù)殼相連，第一鎖止機(jī)構(gòu)與外空心圓柱導(dǎo)磁體連接，外空心圓柱導(dǎo)磁體與圓柱永磁鐵一端磁力連接，圓柱永磁鐵另一端與內(nèi)圓柱導(dǎo)磁體磁力連接，在外空心圓柱導(dǎo)磁體與內(nèi)圓柱導(dǎo)磁體間隙中套有空心圓柱線圈，空心圓柱線圈與第二鎖止機(jī)構(gòu)連接，第二鎖止機(jī)構(gòu)與第二壓電堆保護(hù)殼連接，第二壓電堆嵌于第二輸出桿和第二壓電堆保護(hù)殼中；對空心圓柱電磁鐵施加一定量、一定方向電流，產(chǎn)生安培力推動或拉動第一輸出桿或第二輸出桿輸出正向或負(fù)向大位移和推力；如此往復(fù)實現(xiàn)了雙向位置鎖止大位移輸出，結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡單，適用范圍很廣。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種大位移壓電、磁作動器，具體涉及一種利用壓電堆進(jìn)行位置鎖止的大位移磁作動器。
技術(shù)介紹
作動器作為一種具有輸出位移和力的動力裝置被廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究和工業(yè)領(lǐng)域，其潛在的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)十分顯著，作動器的設(shè)計和研制已受到高度重視。但是，現(xiàn)有的壓電 作動器存在如下問題一，壓電作動器一般由壓電堆、機(jī)械結(jié)構(gòu)、彈簧及輸出機(jī)構(gòu)一起構(gòu)成一個作動系統(tǒng)，共同完成工作，機(jī)械結(jié)構(gòu)、彈簧和輸出機(jī)構(gòu)共同作用需要足夠的剛度，且對加工精度要求高；二，輸出機(jī)構(gòu)與外部的配合也要求有足夠的剛度，不然壓電作動器所輸出的位移會被減小，很不經(jīng)濟(jì)實用；三，實驗和工作過程中，需要保證與輸出機(jī)構(gòu)相關(guān)部分也有足夠的剛度，很不方便，效率低下。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本專利技術(shù)的目的在于提供一種利用壓電堆進(jìn)行位置鎖止的大位移磁作動器，作動器中磁力實現(xiàn)作動器的大位移輸出，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便，操作簡單，適用范圍很廣。為達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案是一種利用壓電堆進(jìn)行位置鎖止的大位移磁作動器，在圓柱體作動器外殼19的內(nèi)部依次為第一壓電堆I嵌于第一輸出桿14和第一壓電堆保護(hù)殼13為一體的機(jī)構(gòu)中，第一鎖止機(jī)構(gòu)2通過第一圓球15和第二圓球16與第一壓電堆保護(hù)殼13相連接，第一鎖止機(jī)構(gòu)2與外空心圓柱導(dǎo)磁體4通過螺紋連接，外空心圓柱導(dǎo)磁體4與置于其內(nèi)的圓柱永磁鐵3 —端通過磁力連接，圓柱永磁鐵3另一端與置于外空心圓柱導(dǎo)磁體4內(nèi)的內(nèi)圓柱導(dǎo)磁體5通過磁力連接，在外空心圓柱導(dǎo)磁體4與內(nèi)圓柱導(dǎo)磁體5之間的間隙中套有空心圓柱線圈6，空心圓柱線圈6與第二鎖止機(jī)構(gòu)9通過螺紋連接，第一彈簧片7和第二彈簧片8通過螺釘將外空心圓柱導(dǎo)磁體4和第二鎖止機(jī)構(gòu)9連接，第二鎖止機(jī)構(gòu)9通過第三圓球17和第四圓球18與第二壓電堆保護(hù)殼11相連接，第二壓電堆10嵌于第二輸出桿12和第二壓電堆保護(hù)殼11為一體的機(jī)構(gòu)中，第一端蓋20與第二端蓋21將作動器機(jī)構(gòu)封閉于圓柱體作動器外殼19內(nèi)部。和現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有如下優(yōu)點I、第一壓電堆I通電，第一壓電堆I膨脹，通過第一圓球15和第二圓球16推動第一鎖止機(jī)構(gòu)2,第一鎖止機(jī)構(gòu)2受力與圓柱體作動器外殼19擠壓鎖止；第二壓電堆10未通電，第二壓電堆10未膨脹，第二鎖止機(jī)構(gòu)9未受力，未鎖止；由于圓柱永磁鐵3的兩端分別與外空心圓柱導(dǎo)磁體4和內(nèi)圓柱導(dǎo)磁體5連接，外空心圓柱導(dǎo)磁體4和內(nèi)圓柱導(dǎo)磁體5之間的間隙中套有空心圓柱線圈6,對空心圓柱線圈6施加一定量和一定方向的電流，通電的空心圓柱線圈6產(chǎn)生一個與圓柱永磁鐵3方向相反的磁場,進(jìn)而產(chǎn)生一個相排斥的安培力，在相排斥的安培力作用下推動第二鎖止機(jī)構(gòu)9、第二壓電堆保護(hù)殼11、第二壓電堆10、第三圓球17、第四圓球18以及第二輸出桿12，通過第二輸出桿12輸出正向的大位移和推力。2、第二壓電堆10通電，第二壓電堆10膨脹，通過第三圓球17和第四圓球18推動第二鎖止機(jī)構(gòu)9,第二鎖止機(jī)構(gòu)9受力與圓柱體作動器外殼19擠壓鎖止；第一壓電堆I未通電，第一壓電堆I未膨脹，第一鎖止機(jī)構(gòu)2未受力，未鎖止；由于圓柱永磁鐵3的兩端分別與外空心圓柱導(dǎo)磁體4和內(nèi)圓柱導(dǎo)磁體5連接，外空心圓柱導(dǎo)磁體4和內(nèi)圓柱導(dǎo)磁體5之間的間隙中套有空心圓柱線圈6，對空心圓柱線圈6施加一定量和一定方向的電流，通電的空心圓柱線圈6產(chǎn)生一個與圓柱永磁鐵3方向相同的磁場,進(jìn)而產(chǎn)生一個相吸的安培力，在相吸的安培力作用下拉動第一鎖止機(jī)構(gòu)2、第一壓電堆保護(hù)殼13、第一壓電堆I、第一圓球15、第二圓球16以及第一輸出桿14,通過第一輸出桿14輸出負(fù)向的大位移和拉力。3、第二壓電堆10通電，第二壓電堆10膨脹，通過第三圓球17和第四圓球18推動第二鎖止機(jī)構(gòu)9,第二鎖止機(jī)構(gòu)9受力與圓柱體作動器外殼19擠壓鎖止；第一壓電堆I未通電，第一壓電堆I未膨脹，第一鎖止機(jī)構(gòu)2未受力，未鎖止；由于圓柱永磁鐵3的兩端分別與外空心圓柱導(dǎo)磁體4和內(nèi)圓柱導(dǎo)磁體5連接，外空心圓柱導(dǎo)磁體4和內(nèi)圓柱導(dǎo)磁體5之間的間隙中套有空心圓柱線圈6,對空心圓柱線圈6施加一定量和一定方向的電流，通電的空心圓柱線圈6產(chǎn)生一個與圓柱永磁鐵3方向相反的磁場,進(jìn)而產(chǎn)生一個相排斥的安培力，在相排斥的安培力作用下推動第一鎖止機(jī)構(gòu)2、第一壓電堆保護(hù)殼13、第一壓電堆I、第一圓球15、第二圓球16以及第一輸出桿14,通過第一輸出桿14輸出正向的大位移和推力。4、第一壓電堆I通電,第一壓電堆I膨脹，第一圓球15和第二圓球16推動第一鎖止機(jī)構(gòu)2,第一鎖止機(jī)構(gòu)2受力與圓柱體作動器外殼19擠壓鎖止；第二壓電堆10未通電，第二壓電堆10未膨脹，第二鎖止機(jī)構(gòu)9未受力，未鎖止；由于圓柱永磁鐵3的兩端分別與外空心圓柱導(dǎo)磁體4和內(nèi)圓柱導(dǎo)磁體5連接，外空心圓柱導(dǎo)磁體4和內(nèi)圓柱導(dǎo)磁體5之間的間隙中套有空心圓柱線圈6，對空心圓柱線圈6施加一定量和一定方向的電流，通電的空心圓柱線圈6產(chǎn)生一個與圓柱永磁鐵3方向相同的磁場,進(jìn)而產(chǎn)生一個相吸的安培力，在相吸的安培力作用下拉動第二鎖止機(jī)構(gòu)9、第二壓電堆保護(hù)殼11、第二壓電堆10、第三圓球17、第四圓球18以及第二輸出桿12,通過第二輸出桿12輸出負(fù)向的大位移和拉力。5、重復(fù)上述1、2，假設(shè)圓柱體作動器外殼19無限長，第二輸出桿12將輸出無限大正向的大位移，第一輸出桿14將輸出無限大負(fù)向的大位移；重復(fù)上述3、4，假設(shè)圓柱體作動器外殼19無限長，第一輸出桿14將輸出無限大正向的大位移,第二輸出桿12將輸出無限大負(fù)向的大位移。附圖說明圖I為本專利技術(shù)利用壓電堆進(jìn)行位置鎖止的大位移磁作動器結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本專利技術(shù)利用壓電堆進(jìn)行位置鎖止的大位移磁作動器部分結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖2(a)為第一壓電堆I、第一輸出桿14、第一壓電堆保護(hù)殼13、第一鎖止機(jī)構(gòu)2、第一圓球15以及第二圓球16結(jié)構(gòu)示意圖；圖2(b)為第二壓電堆10、第二輸出桿12、第二壓電堆保 護(hù)殼11、第二鎖止機(jī)構(gòu)9、第三圓球17以及第四圓球18結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖I、圖2(a)和圖2(b)所示，本專利技術(shù)一種利用壓電堆進(jìn)行位置鎖止的大位移磁作動器，在圓柱體作動器外殼19的內(nèi)部依次為第一壓電堆I嵌于第一輸出桿14和第一壓電堆保護(hù)殼13為一體的機(jī)構(gòu)中，第一鎖止機(jī)構(gòu)2通過第一圓球15和第二圓球16與第一壓電堆保護(hù)殼13相連接，第一鎖止機(jī)構(gòu)2與外空心圓柱導(dǎo)磁體4通過螺紋連接，外空心圓柱導(dǎo)磁體4與置于其內(nèi)的圓柱永磁鐵3 —端通過磁力連接，圓柱永磁鐵3另一端與置于外空心圓柱導(dǎo)磁體4內(nèi)的內(nèi)圓柱導(dǎo)磁體5通過磁力連接，在外空心圓柱導(dǎo)磁體4與內(nèi)圓柱導(dǎo)磁體5之間的間隙中套有空心圓柱線圈6，空心圓柱線圈6與第二鎖止機(jī)構(gòu)9通過螺紋連接，第一彈簧片7和第二彈簧片8通過螺釘將外空心圓柱導(dǎo)磁體4和第二鎖止機(jī)構(gòu)9連接，第二鎖止機(jī)構(gòu)9通過第三圓球17和第四圓球18與第二壓電堆保護(hù)殼11相連接，第二壓電堆10嵌于第二輸出桿12和第二壓電堆保護(hù)殼11為一體的機(jī)構(gòu)中，第一端蓋20與第二端蓋 21將作動器機(jī)構(gòu)封閉于圓柱體作動器外殼19內(nèi)部。如圖I所示，本專利技術(shù)的工作原理為第一壓電堆I通電，第一壓電堆I膨脹，通過第一圓球15和第二圓球16推動第一鎖止機(jī)構(gòu)2,第一鎖止機(jī)構(gòu)2受力與圓柱體作動器外殼19擠壓鎖止；第二壓電堆10未通電，第二壓電堆10本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種利用壓電堆進(jìn)行位置鎖止的大位移磁作動器，其特征在于：在圓柱體作動器外殼（19）的內(nèi)部依次為：第一壓電堆（1）嵌于第一輸出桿（14）和第一壓電堆保護(hù)殼（13）為一體的機(jī)構(gòu)中，第一鎖止機(jī)構(gòu)（2）通過第一圓球（15）和第二圓球（16）與第一壓電堆保護(hù)殼（13）相連接，第一鎖止機(jī)構(gòu)（2）與外空心圓柱導(dǎo)磁體（4）通過螺紋連接，外空心圓柱導(dǎo)磁體（4）與置于其內(nèi)的圓柱永磁鐵（3）一端通過磁力連接，圓柱永磁鐵（3）另一端與置于外空心圓柱導(dǎo)磁體（4）內(nèi)的內(nèi)圓柱導(dǎo)磁體（5）通過磁力連接，在外空心圓柱導(dǎo)磁體（4）與內(nèi)圓柱導(dǎo)磁體（5）之間的間隙中套有空心圓柱線圈（6），空心圓柱線圈（6）與第二鎖止機(jī)構(gòu)（9）通過螺紋連接，第一彈簧片（7）和第二彈簧片（8）通過螺釘將外空心圓柱導(dǎo)磁體（4）和第二鎖止機(jī)構(gòu)（9）連接，第二鎖止機(jī)構(gòu)（9）通過第三圓球（17）和第四圓球（18）與第二壓電堆保護(hù)殼（11）相連接，第二壓電堆（10）嵌于第二輸出桿（12）和第二壓電堆保護(hù)殼（11）為一體的機(jī)構(gòu)中，第一端蓋（20）與第二端蓋（21）將作動器機(jī)構(gòu)封閉于圓柱體作動器外殼（19）內(nèi)部。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：安增勇，徐明龍，敬子建，張舒文，李亮，陳杰，馮勃，
申請(專利權(quán))人：西安交通大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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