一种微位移放大转换装置的制造方法
一种微位移放大转换装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种微位移放大装置，特别是一种微位移放大转换装置。
【背景技术】
[0002]基于磁致伸缩效应、逆压电效应等智能材料应变特性设计的新型微执行系统因其高精度、高动态和高可靠性等优点得以广泛应用，微位移放大装置是此类系统的关键组件，其功能是将智能材料驱动器输出的微米级位移放大为毫米级位移。常用的微位移放大装置包括:基座、微位移放大机构和智能材料驱动器，其中基座是装置的固定基础，微位移放大机构利用杠杆原理通过弹性材料结构的弹性变形实现微位移放大，智能材料驱动器输出的微位移是被放大目标。现有的微位移放大装置通常依靠其设计尺寸和加工精度来保证装置的预紧力和零位，设计难度大、加工精度要求高，且预紧力和零位均不可调节;如需旋转输出，则需通过凸轮或连杆机构将直线位移转换为角位移，间隙大、精度低;在旋转输出的情况下，需利用微位移放大机构本身的结构刚度来抵抗位移转换过程中产生的附加弯矩，机构受力条件恶劣，放大系数得不到保证。
【发明内容】
[0003]本发明目的在于提供一种微位移放大转换装置，解决微位移放大装置预紧力调节、零位微调、位移转换和附加弯矩消除的问题。
[0004]—种微位移放大转换装置，包括:基座、微位移放大机构和智能材料驱动器，还包括:微调零机构、调预紧机构、直线轴承、位移转换机构和输出轴;其中微调零机构包括:微调零螺杆、微调零螺套和微调零锁紧螺母;调预紧机构包括:调预紧螺杆、调预紧螺套和调预紧锁紧螺母;位移转换机构包括:传动杆、柔性铰链、连杆和偏心轮。
[0005]基座为长方体金属框架，其左侧和中部各有一个竖直方向的承力梁，左侧承力梁上有一个螺纹孔，中部承力梁上有一个与左侧承力梁上的螺纹孔同轴的通孔。微位移放大机构为椭圆环状薄壁金属结构，并置于基座的两个承力梁之间，微位移放大机构的左右两侧各有一个通孔，微位移放大机构的上方有一个螺纹孔，微位移放大机构的内表面下方有安装平面。微调零机构的微调零螺套置于基座左侧承力梁的螺纹孔中并通过螺纹连接，微调零螺套的左端伸出基座左侧承力梁的左侧面，且伸出部分置于微调零锁紧螺母中，微调零锁紧螺母的内螺纹与微调零螺套的外螺纹连接，微调零锁紧螺母的右侧面紧压基座左侧承力梁的左侧面;微调零螺杆置于微调零螺套的螺纹孔中，微调零螺杆的外螺纹与微调零螺套的内螺纹连接，微调零螺杆的右端与微位移放大机构的左侧通孔通过螺钉固定。调预紧机构的调预紧螺套置于微位移放大机构上方的螺纹孔中并通过螺纹连接，调预紧螺套的上端高出微位移放大机构的上端面，且高出部分置于调预紧锁紧螺母中，调预紧锁紧螺母的内螺纹与调预紧螺套的外螺纹连接，调预紧锁紧螺母的下端紧压微位移放大机构的上端面;调预紧螺杆置于调预紧螺套的螺纹孔中，调预紧螺杆的外螺纹与调预紧螺套的内螺纹连接。智能材料驱动器置于微位移放大器内，智能材料驱动器的下端面与微位移放大机构内表面下方的安装平面配合，智能材料驱动器的上端面与调预紧螺杆的下端面配合。直线轴承置于基座中部承力梁的通孔中并通过螺钉固定在基座中部承力梁的右侧面。位移转换机构的传动杆、柔性铰链、连杆和偏心轮为一体化结构，传动杆和连杆之间通过柔性铰链连接，连杆与偏心轮之间通过柔性铰链连接;传动杆从右侧穿过直线轴承的内孔，组成一个直线运动副，传动杆的左端与微位移放大机构的右侧通孔通过螺钉固定;偏心轮与输出轴通过键连接。
[0006]微位移放大转换装置工作时，微位移放大机构利用杠杆原理和结构弹性变形将智能材料驱动器产生的微位移放大;位移转换机构在传动杆、柔性铰链、连杆和偏心轮的共同作用下，将微位移放大机构输出的直线位移转换成角位移，并通过键传递给输出轴输出。直线轴承对位移转换机构的传动杆起径向支撑作用，消除传动杆因偏心轮的偏心作用所受的侧向力，避免附加弯矩影响微位移放大机构的放大效果。微调零机构通过差动螺旋传动原理实现预紧力调节，微调零螺套有螺距不同的内螺纹和外螺纹，旋动微调零螺套并利用内外螺纹的螺距差，使微调零螺杆微动，进而微调输出轴的零位，零位调定后拧紧微调零锁紧螺母即锁定微调零状态;调预紧机构通过差动螺旋传动原理实现预紧力调节，调预紧螺套有螺距不同的内螺纹和外螺纹，旋动调预紧螺套并利用内外螺纹的螺距差，使调预紧螺杆微动，实现对智能材料驱动器的预压紧力调节，预压紧力调定后拧紧调预紧锁紧螺母即锁定调预紧状态，调预紧机构与微位移放大机构共同对智能材料驱动器施加预紧力。
[0007]本发明集微位移放大、预紧力调节、零位微调、位移转换和附加弯矩消除五大功能于一体，可全面满足微位移放大装置的功能需求;其中，微位移放大机构解决智能材料驱动器输出的微位移放大问题;调预紧机构解决微位移放大机构对智能材料驱动器的预紧力调节问题，使智能材料驱动器处于最佳输出状态;微调零机构解决装置的零位微调问题，利用差动螺旋传动原理提高调节精度;位移转换机构采用的一体化设计的柔性铰链传动，避免间隙影响，提高传动精度;直线轴承用于消除传动杆因偏心轮的偏心作用所受的侧向力，避免附加弯矩影响微位移放大机构的放大效果;本发明采用一体化设计，结构紧凑高效、功能完备间捷。
【附图说明】
[0008]图1一种微位移放大转换装置的结构示意图；
图2 —种微位移放大转换装置的位移转换机构的示意图。
[0009]1.基座 2.微位移放大机构 3.微调零机构 4.调预紧机构 5.直线轴承
6.位移转换机构 7.输出轴 8.智能材料驱动器 9.微调零螺杆 10.微调零螺套
11.微调零锁紧螺母 12.调预紧螺杆 13.调预紧螺套 14.调预紧锁紧螺母 15.传动杆 16.柔性铰链 17.连杆 18.偏心轮。
【具体实施方式】
[0010]—种微位移放大转换装置，包括:基座1、微位移放大机构2和智能材料驱动器8，还包括:微调零机构3、调预紧机构4、直线轴承5、位移转换机构6和输出轴7;其中微调零机构3包括:微调零螺杆9、微调零螺套10和微调零锁紧螺母11;调预紧机构4包括:调预紧螺杆12、调预紧螺套13和调预紧锁紧螺母14;位移转换机构6包括:传动杆15、柔性铰链16、连杆17和偏心轮18。
[0011 ]基座I为长方体金属框架，其左侧和中部各有一个竖直方向的承力梁，左侧承力梁上有一个螺纹孔，中部承力梁上有一个与左侧承力梁上的螺纹孔同轴的通孔。微位移放大机构2为椭圆环状薄壁金属结构，并置于基座I的两个承力梁之间，微位移放大机构2的左右两侧各有一个通孔，微位移放大机构2的上方有一个螺纹孔，微位移放大机构2的内表面下方有安装平面。微调零机构3的微调零螺套10置于基座I左侧承力梁的螺纹孔中并通过螺纹连接，微调零螺套10的左端伸出基座I左侧承力梁的左侧面，且伸出部分置于微调零锁紧螺母11中，微调零锁紧螺母11的内螺纹与微调零螺套10的外螺纹连接，微调零锁紧螺母11的右侧面紧压基座I左侧承力梁的左侧面;微调零螺杆9置于微调零螺套10的螺纹孔中，微调零螺杆9的外螺纹与微调零螺套10的内螺纹连接，微调零螺杆9的右端与微位移放大机构2的左侧通孔通过螺钉固定。调预紧机构4的调预紧螺套13置于微位移放大机构2上方的螺纹孔中并通过螺纹连接，调预紧螺套13的上端高出微位移放大机构2的上端面，且高出部分置于调预紧 锁紧螺母14中，调预紧锁紧螺母14的内螺纹与调预紧螺套13的外螺纹连接，调预紧锁紧螺母14的下端紧压微位移放大机构2的上端面;调预紧螺杆12置于调预紧螺套13的螺纹孔中，调预紧螺杆12的外螺纹与调预紧螺套13的内螺纹连接。智能材料驱动器8置于微位移放大器内，智能材料驱动器8的下端面与微位移放大机构2内表面下方的安装平面配合，智能材料驱动器8的上端面与调预紧螺杆12的下端面配合。直线轴承5置于基座I中部承力梁的通孔中并通过螺钉固定在基座I中部承力梁的右侧面。位移转换机构6的传动杆15、柔性铰链16、连杆17和偏心轮18为一体化结构，传动杆15和连杆17之间通过柔性铰链16连接，连杆17与偏心轮18之间通过柔性铰链16连接;传动杆15从右侧穿过直线轴承5的内孔，组成一个直线运动副，传动杆15的左端与微位移放大机构2的右侧通孔通过螺钉固定;偏心轮18与输出轴7通过键连接。
[0012]微位移放大转换装置工作时，微位移放大机构2利用杠杆原理和结构弹性变形将智能材料驱动器8产生的微位移放大;位移转换机构6在传动杆15、柔性铰链16、连杆17和偏心轮18的共同作用下，将微位移放大机构2输出的直线位移转换成角位移，并通过键传递给输出轴7输出。直线轴承5对位移转换机构6的传动杆15起径向支撑作用，消除传动杆15因偏心轮18的偏心作用所受的侧向力，避免附加弯矩影响微位移放大机构2的放大效果。微调零机构3通过差动螺旋传动原理实现预紧力调节，微调零螺套10有螺距不同的内螺纹和外螺纹，旋动微调零螺套10并利用内外螺纹的螺距差，使微调零螺杆9微动，进而微调输出轴7的零位，零位调定后拧紧微调零锁紧螺母11即锁定微调零状态;调预紧机构4通过差动螺旋传动原理实现预紧力调节，调预紧螺套13有螺距不同的内螺纹和外螺纹，旋动调预紧螺套13并利用内外螺纹的螺距差，使调预紧螺杆12微动，实现对智能材料驱动器8的预压紧力调节，预压紧力调定后拧紧调预紧锁紧螺母14即锁定调预紧状态，调预紧机构4与微位移放大机构2共同对智能材料驱动器8施加预紧力。
【主权项】
1.一种微位移放大转换装置，包括:基座(I)、微位移放大机构(2)和智能材料驱动器(8)，其特征在于还包括:微调零机构(3)、调预紧机构(4)、直线轴承(5)、位移转换机构(6)和输出轴(7);其中微调零机构(3)包括:微调零螺杆(9)、微调零螺套(10)和微调零锁紧螺母(11);调预紧机构(4)包括:调预紧螺杆(12)、调预紧螺套(13)和调预紧锁紧螺母(14);位移转换机构(6)包括:传动杆(15)、柔性铰链(16)、连杆(17)和偏心轮(18); 基座(I)为长方体金属框架，其左侧和中部各有一个竖直方向的承力梁，左侧承力梁上有一个螺纹孔，中部承力梁上有一个与左侧承力梁上的螺纹孔同轴的通孔;微位移放大机构(2)为椭圆环状薄壁金属结构，并置于基座(I)的两个承力梁之间，微位移放大机构(2)的左右两侧各有一个通孔，微位移放大机构(2)的上方有一个螺纹孔，微位移放大机构(2)的内表面下方有安装平面;微调零机构(3)的微调零螺套(10)置于基座(I)左侧承力梁的螺纹孔中并通过螺纹连接，微调零螺套(10)的左端伸出基座(I)左侧承力梁的左侧面，且伸出部分置于微调零锁紧螺母(11)中，微调零锁紧螺母(11)的内螺纹与微调零螺套(10)的外螺纹连接，微调零锁紧螺母(11)的右侧面紧压基座(I)左侧承力梁的左侧面;微调零螺杆(9)置于微调零螺套(10)的螺纹孔中，微调零螺杆(9)的外螺纹与微调零螺套(10)的内螺纹连接，微调零螺杆(9)的右端与微位移放大机构(2)的左侧通孔通过螺钉固定；调预紧机构(4)的调预紧螺套(13)置于微位移放大机构(2)上方的螺纹孔中并通过螺纹连接，调预紧螺套(13)的上端高出微位移放大机构(2)的上端面，且高出部分置于调预紧锁紧螺母(14)中，调预紧锁紧螺母(14)的内螺纹与调预紧螺套(13)的外螺纹连接，调预紧锁紧螺母(14)的下端紧压微位移放大机构(2)的上端面;调预紧螺杆(12)置于调预紧螺套(13)的螺纹孔中，调预紧螺杆(12)的外螺纹与调预紧螺套(13)的内螺纹连接；智能材料驱动器(8)置于微位移放大器内，智能材料驱动器(8)的下端面与微位移放大机构(2)内表面下方的安装平面配合，智能材料驱动器(8)的上端面与调预紧螺杆(12)的下端面配合;直线轴承(5)置于基座(I)中部承力梁的通孔中并通过螺钉固定在基座(I)中部承力梁的右侧面;位移转换机构(6)的传动杆(15)、柔性铰链(16)、连杆(17 )和偏心轮(18 )为一体化结构，传动杆(15)和连杆(17)之间通过柔性铰链(16 )连接，连杆(17 )与偏心轮(18 )之间通过柔性铰链(16)连接;传动杆(15)从右侧穿过直线轴承(5)的内孔，组成一个直线运动副，传动杆(15)的左端与微位移放大机构(2 )的右侧通孔通过螺钉固定;偏心轮(18 )与输出轴(7 )通过键连接； 微位移放大转换装置工作时，微位移放大机构(2)利用杠杆原理和结构弹性变形将智能材料驱动器(8 )产生的微位移放大;位移转换机构(6 )在传动杆(15)、柔性铰链(16)、连杆(17)和偏心轮(18)的共同作用下，将微位移放大机构(2)输出的直线位移转换成角位移，并通过键传递给输出轴(7 )输出；直线轴承(5 )对位移转换机构(6 )的传动杆(15 )起径向支撑作用，消除传动杆(15)因偏心轮(18)的偏心作用所受的侧向力，避免附加弯矩影响微位移放大机构(2)的放大效果;微调零机构(3)通过差动螺旋传动原理实现预紧力调节，微调零螺套(10)有螺距不同的内螺纹和外螺纹，旋动微调零螺套(10)并利用内外螺纹的螺距差，使微调零螺杆(9)微动，进而微调输出轴(7)的零位，零位调定后拧紧微调零锁紧螺母(11)即锁定微调零状态；调预紧机构(4)通过差动螺旋传动原理实现预紧力调节，调预紧螺套(13)有螺距不同的内螺纹和外螺纹，旋动调预紧螺套(13)并利用内外螺纹的螺距差，使调预紧螺杆(12)微动，实现对智能材料驱动器(8)的预压紧力调节，预压紧力调定后拧紧调预紧锁紧螺母(14)即锁定调预紧状态，调预紧机构(4)与微位移放大机构(2)共同对智能材料 驱动器(8)施加预紧力。
【专利摘要】本发明公开了一种微位移放大转换装置，包括：基座（1）、微位移放大机构（2）和智能材料驱动器（8），还包括：微调零机构（3）、调预紧机构（4）、直线轴承（5）、位移转换机构（6）和输出轴（7）。微位移放大机构（2）利用杠杆原理和结构弹性变形将智能材料驱动器（8）产生的微位移放大；位移转换机构（6）在传动杆（15）、柔性铰链（16）、连杆（17）和偏心轮（18）的共同作用下，将微位移放大机构（2）输出的直线位移转换成角位移，并通过键传递给输出轴（7）输出；调预紧机构（4）与微位移放大机构（2）共同对智能材料驱动器（8）施加预紧力。本发明采用一体化设计，结构紧凑高效、功能完备简捷。
【IPC分类】H01L41/09
【公开号】CN105489751
【申请号】CN201510876587
【发明人】黄伯超, 莫昱, 仲启亮, 尹骏, 韩士玉, 郭辉, 孙春香
【申请人】北京机械设备研究所
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月3日
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种微位移放大装置，特别是一种微位移放大转换装置。
【背景技术】
[0002]基于磁致伸缩效应、逆压电效应等智能材料应变特性设计的新型微执行系统因其高精度、高动态和高可靠性等优点得以广泛应用，微位移放大装置是此类系统的关键组件，其功能是将智能材料驱动器输出的微米级位移放大为毫米级位移。常用的微位移放大装置包括:基座、微位移放大机构和智能材料驱动器，其中基座是装置的固定基础，微位移放大机构利用杠杆原理通过弹性材料结构的弹性变形实现微位移放大，智能材料驱动器输出的微位移是被放大目标。现有的微位移放大装置通常依靠其设计尺寸和加工精度来保证装置的预紧力和零位，设计难度大、加工精度要求高，且预紧力和零位均不可调节;如需旋转输出，则需通过凸轮或连杆机构将直线位移转换为角位移，间隙大、精度低;在旋转输出的情况下，需利用微位移放大机构本身的结构刚度来抵抗位移转换过程中产生的附加弯矩，机构受力条件恶劣，放大系数得不到保证。
【发明内容】
[0003]本发明目的在于提供一种微位移放大转换装置，解决微位移放大装置预紧力调节、零位微调、位移转换和附加弯矩消除的问题。
[0004]—种微位移放大转换装置，包括:基座、微位移放大机构和智能材料驱动器，还包括:微调零机构、调预紧机构、直线轴承、位移转换机构和输出轴;其中微调零机构包括:微调零螺杆、微调零螺套和微调零锁紧螺母;调预紧机构包括:调预紧螺杆、调预紧螺套和调预紧锁紧螺母;位移转换机构包括:传动杆、柔性铰链、连杆和偏心轮。
[0005]基座为长方体金属框架，其左侧和中部各有一个竖直方向的承力梁，左侧承力梁上有一个螺纹孔，中部承力梁上有一个与左侧承力梁上的螺纹孔同轴的通孔。微位移放大机构为椭圆环状薄壁金属结构，并置于基座的两个承力梁之间，微位移放大机构的左右两侧各有一个通孔，微位移放大机构的上方有一个螺纹孔，微位移放大机构的内表面下方有安装平面。微调零机构的微调零螺套置于基座左侧承力梁的螺纹孔中并通过螺纹连接，微调零螺套的左端伸出基座左侧承力梁的左侧面，且伸出部分置于微调零锁紧螺母中，微调零锁紧螺母的内螺纹与微调零螺套的外螺纹连接，微调零锁紧螺母的右侧面紧压基座左侧承力梁的左侧面;微调零螺杆置于微调零螺套的螺纹孔中，微调零螺杆的外螺纹与微调零螺套的内螺纹连接，微调零螺杆的右端与微位移放大机构的左侧通孔通过螺钉固定。调预紧机构的调预紧螺套置于微位移放大机构上方的螺纹孔中并通过螺纹连接，调预紧螺套的上端高出微位移放大机构的上端面，且高出部分置于调预紧锁紧螺母中，调预紧锁紧螺母的内螺纹与调预紧螺套的外螺纹连接，调预紧锁紧螺母的下端紧压微位移放大机构的上端面;调预紧螺杆置于调预紧螺套的螺纹孔中，调预紧螺杆的外螺纹与调预紧螺套的内螺纹连接。智能材料驱动器置于微位移放大器内，智能材料驱动器的下端面与微位移放大机构内表面下方的安装平面配合，智能材料驱动器的上端面与调预紧螺杆的下端面配合。直线轴承置于基座中部承力梁的通孔中并通过螺钉固定在基座中部承力梁的右侧面。位移转换机构的传动杆、柔性铰链、连杆和偏心轮为一体化结构，传动杆和连杆之间通过柔性铰链连接，连杆与偏心轮之间通过柔性铰链连接;传动杆从右侧穿过直线轴承的内孔，组成一个直线运动副，传动杆的左端与微位移放大机构的右侧通孔通过螺钉固定;偏心轮与输出轴通过键连接。
[0006]微位移放大转换装置工作时，微位移放大机构利用杠杆原理和结构弹性变形将智能材料驱动器产生的微位移放大;位移转换机构在传动杆、柔性铰链、连杆和偏心轮的共同作用下，将微位移放大机构输出的直线位移转换成角位移，并通过键传递给输出轴输出。直线轴承对位移转换机构的传动杆起径向支撑作用，消除传动杆因偏心轮的偏心作用所受的侧向力，避免附加弯矩影响微位移放大机构的放大效果。微调零机构通过差动螺旋传动原理实现预紧力调节，微调零螺套有螺距不同的内螺纹和外螺纹，旋动微调零螺套并利用内外螺纹的螺距差，使微调零螺杆微动，进而微调输出轴的零位，零位调定后拧紧微调零锁紧螺母即锁定微调零状态;调预紧机构通过差动螺旋传动原理实现预紧力调节，调预紧螺套有螺距不同的内螺纹和外螺纹，旋动调预紧螺套并利用内外螺纹的螺距差，使调预紧螺杆微动，实现对智能材料驱动器的预压紧力调节，预压紧力调定后拧紧调预紧锁紧螺母即锁定调预紧状态，调预紧机构与微位移放大机构共同对智能材料驱动器施加预紧力。
[0007]本发明集微位移放大、预紧力调节、零位微调、位移转换和附加弯矩消除五大功能于一体，可全面满足微位移放大装置的功能需求;其中，微位移放大机构解决智能材料驱动器输出的微位移放大问题;调预紧机构解决微位移放大机构对智能材料驱动器的预紧力调节问题，使智能材料驱动器处于最佳输出状态;微调零机构解决装置的零位微调问题，利用差动螺旋传动原理提高调节精度;位移转换机构采用的一体化设计的柔性铰链传动，避免间隙影响，提高传动精度;直线轴承用于消除传动杆因偏心轮的偏心作用所受的侧向力，避免附加弯矩影响微位移放大机构的放大效果;本发明采用一体化设计，结构紧凑高效、功能完备间捷。
【附图说明】
[0008]图1一种微位移放大转换装置的结构示意图；
图2 —种微位移放大转换装置的位移转换机构的示意图。
[0009]1.基座 2.微位移放大机构 3.微调零机构 4.调预紧机构 5.直线轴承
6.位移转换机构 7.输出轴 8.智能材料驱动器 9.微调零螺杆 10.微调零螺套
11.微调零锁紧螺母 12.调预紧螺杆 13.调预紧螺套 14.调预紧锁紧螺母 15.传动杆 16.柔性铰链 17.连杆 18.偏心轮。
【具体实施方式】
[0010]—种微位移放大转换装置，包括:基座1、微位移放大机构2和智能材料驱动器8，还包括:微调零机构3、调预紧机构4、直线轴承5、位移转换机构6和输出轴7;其中微调零机构3包括:微调零螺杆9、微调零螺套10和微调零锁紧螺母11;调预紧机构4包括:调预紧螺杆12、调预紧螺套13和调预紧锁紧螺母14;位移转换机构6包括:传动杆15、柔性铰链16、连杆17和偏心轮18。
[0011 ]基座I为长方体金属框架，其左侧和中部各有一个竖直方向的承力梁，左侧承力梁上有一个螺纹孔，中部承力梁上有一个与左侧承力梁上的螺纹孔同轴的通孔。微位移放大机构2为椭圆环状薄壁金属结构，并置于基座I的两个承力梁之间，微位移放大机构2的左右两侧各有一个通孔，微位移放大机构2的上方有一个螺纹孔，微位移放大机构2的内表面下方有安装平面。微调零机构3的微调零螺套10置于基座I左侧承力梁的螺纹孔中并通过螺纹连接，微调零螺套10的左端伸出基座I左侧承力梁的左侧面，且伸出部分置于微调零锁紧螺母11中，微调零锁紧螺母11的内螺纹与微调零螺套10的外螺纹连接，微调零锁紧螺母11的右侧面紧压基座I左侧承力梁的左侧面;微调零螺杆9置于微调零螺套10的螺纹孔中，微调零螺杆9的外螺纹与微调零螺套10的内螺纹连接，微调零螺杆9的右端与微位移放大机构2的左侧通孔通过螺钉固定。调预紧机构4的调预紧螺套13置于微位移放大机构2上方的螺纹孔中并通过螺纹连接，调预紧螺套13的上端高出微位移放大机构2的上端面，且高出部分置于调预紧 锁紧螺母14中，调预紧锁紧螺母14的内螺纹与调预紧螺套13的外螺纹连接，调预紧锁紧螺母14的下端紧压微位移放大机构2的上端面;调预紧螺杆12置于调预紧螺套13的螺纹孔中，调预紧螺杆12的外螺纹与调预紧螺套13的内螺纹连接。智能材料驱动器8置于微位移放大器内，智能材料驱动器8的下端面与微位移放大机构2内表面下方的安装平面配合，智能材料驱动器8的上端面与调预紧螺杆12的下端面配合。直线轴承5置于基座I中部承力梁的通孔中并通过螺钉固定在基座I中部承力梁的右侧面。位移转换机构6的传动杆15、柔性铰链16、连杆17和偏心轮18为一体化结构，传动杆15和连杆17之间通过柔性铰链16连接，连杆17与偏心轮18之间通过柔性铰链16连接;传动杆15从右侧穿过直线轴承5的内孔，组成一个直线运动副，传动杆15的左端与微位移放大机构2的右侧通孔通过螺钉固定;偏心轮18与输出轴7通过键连接。
[0012]微位移放大转换装置工作时，微位移放大机构2利用杠杆原理和结构弹性变形将智能材料驱动器8产生的微位移放大;位移转换机构6在传动杆15、柔性铰链16、连杆17和偏心轮18的共同作用下，将微位移放大机构2输出的直线位移转换成角位移，并通过键传递给输出轴7输出。直线轴承5对位移转换机构6的传动杆15起径向支撑作用，消除传动杆15因偏心轮18的偏心作用所受的侧向力，避免附加弯矩影响微位移放大机构2的放大效果。微调零机构3通过差动螺旋传动原理实现预紧力调节，微调零螺套10有螺距不同的内螺纹和外螺纹，旋动微调零螺套10并利用内外螺纹的螺距差，使微调零螺杆9微动，进而微调输出轴7的零位，零位调定后拧紧微调零锁紧螺母11即锁定微调零状态;调预紧机构4通过差动螺旋传动原理实现预紧力调节，调预紧螺套13有螺距不同的内螺纹和外螺纹，旋动调预紧螺套13并利用内外螺纹的螺距差，使调预紧螺杆12微动，实现对智能材料驱动器8的预压紧力调节，预压紧力调定后拧紧调预紧锁紧螺母14即锁定调预紧状态，调预紧机构4与微位移放大机构2共同对智能材料驱动器8施加预紧力。
【主权项】
1.一种微位移放大转换装置，包括:基座(I)、微位移放大机构(2)和智能材料驱动器(8)，其特征在于还包括:微调零机构(3)、调预紧机构(4)、直线轴承(5)、位移转换机构(6)和输出轴(7);其中微调零机构(3)包括:微调零螺杆(9)、微调零螺套(10)和微调零锁紧螺母(11);调预紧机构(4)包括:调预紧螺杆(12)、调预紧螺套(13)和调预紧锁紧螺母(14);位移转换机构(6)包括:传动杆(15)、柔性铰链(16)、连杆(17)和偏心轮(18); 基座(I)为长方体金属框架，其左侧和中部各有一个竖直方向的承力梁，左侧承力梁上有一个螺纹孔，中部承力梁上有一个与左侧承力梁上的螺纹孔同轴的通孔;微位移放大机构(2)为椭圆环状薄壁金属结构，并置于基座(I)的两个承力梁之间，微位移放大机构(2)的左右两侧各有一个通孔，微位移放大机构(2)的上方有一个螺纹孔，微位移放大机构(2)的内表面下方有安装平面;微调零机构(3)的微调零螺套(10)置于基座(I)左侧承力梁的螺纹孔中并通过螺纹连接，微调零螺套(10)的左端伸出基座(I)左侧承力梁的左侧面，且伸出部分置于微调零锁紧螺母(11)中，微调零锁紧螺母(11)的内螺纹与微调零螺套(10)的外螺纹连接，微调零锁紧螺母(11)的右侧面紧压基座(I)左侧承力梁的左侧面;微调零螺杆(9)置于微调零螺套(10)的螺纹孔中，微调零螺杆(9)的外螺纹与微调零螺套(10)的内螺纹连接，微调零螺杆(9)的右端与微位移放大机构(2)的左侧通孔通过螺钉固定；调预紧机构(4)的调预紧螺套(13)置于微位移放大机构(2)上方的螺纹孔中并通过螺纹连接，调预紧螺套(13)的上端高出微位移放大机构(2)的上端面，且高出部分置于调预紧锁紧螺母(14)中，调预紧锁紧螺母(14)的内螺纹与调预紧螺套(13)的外螺纹连接，调预紧锁紧螺母(14)的下端紧压微位移放大机构(2)的上端面;调预紧螺杆(12)置于调预紧螺套(13)的螺纹孔中，调预紧螺杆(12)的外螺纹与调预紧螺套(13)的内螺纹连接；智能材料驱动器(8)置于微位移放大器内，智能材料驱动器(8)的下端面与微位移放大机构(2)内表面下方的安装平面配合，智能材料驱动器(8)的上端面与调预紧螺杆(12)的下端面配合;直线轴承(5)置于基座(I)中部承力梁的通孔中并通过螺钉固定在基座(I)中部承力梁的右侧面;位移转换机构(6)的传动杆(15)、柔性铰链(16)、连杆(17 )和偏心轮(18 )为一体化结构，传动杆(15)和连杆(17)之间通过柔性铰链(16 )连接，连杆(17 )与偏心轮(18 )之间通过柔性铰链(16)连接;传动杆(15)从右侧穿过直线轴承(5)的内孔，组成一个直线运动副，传动杆(15)的左端与微位移放大机构(2 )的右侧通孔通过螺钉固定;偏心轮(18 )与输出轴(7 )通过键连接； 微位移放大转换装置工作时，微位移放大机构(2)利用杠杆原理和结构弹性变形将智能材料驱动器(8 )产生的微位移放大;位移转换机构(6 )在传动杆(15)、柔性铰链(16)、连杆(17)和偏心轮(18)的共同作用下，将微位移放大机构(2)输出的直线位移转换成角位移，并通过键传递给输出轴(7 )输出；直线轴承(5 )对位移转换机构(6 )的传动杆(15 )起径向支撑作用，消除传动杆(15)因偏心轮(18)的偏心作用所受的侧向力，避免附加弯矩影响微位移放大机构(2)的放大效果;微调零机构(3)通过差动螺旋传动原理实现预紧力调节，微调零螺套(10)有螺距不同的内螺纹和外螺纹，旋动微调零螺套(10)并利用内外螺纹的螺距差，使微调零螺杆(9)微动，进而微调输出轴(7)的零位，零位调定后拧紧微调零锁紧螺母(11)即锁定微调零状态；调预紧机构(4)通过差动螺旋传动原理实现预紧力调节，调预紧螺套(13)有螺距不同的内螺纹和外螺纹，旋动调预紧螺套(13)并利用内外螺纹的螺距差，使调预紧螺杆(12)微动，实现对智能材料驱动器(8)的预压紧力调节，预压紧力调定后拧紧调预紧锁紧螺母(14)即锁定调预紧状态，调预紧机构(4)与微位移放大机构(2)共同对智能材料 驱动器(8)施加预紧力。
【专利摘要】本发明公开了一种微位移放大转换装置，包括：基座（1）、微位移放大机构（2）和智能材料驱动器（8），还包括：微调零机构（3）、调预紧机构（4）、直线轴承（5）、位移转换机构（6）和输出轴（7）。微位移放大机构（2）利用杠杆原理和结构弹性变形将智能材料驱动器（8）产生的微位移放大；位移转换机构（6）在传动杆（15）、柔性铰链（16）、连杆（17）和偏心轮（18）的共同作用下，将微位移放大机构（2）输出的直线位移转换成角位移，并通过键传递给输出轴（7）输出；调预紧机构（4）与微位移放大机构（2）共同对智能材料驱动器（8）施加预紧力。本发明采用一体化设计，结构紧凑高效、功能完备简捷。
【IPC分类】H01L41/09
【公开号】CN105489751
【申请号】CN201510876587
【发明人】黄伯超, 莫昱, 仲启亮, 尹骏, 韩士玉, 郭辉, 孙春香
【申请人】北京机械设备研究所
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月3日
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