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申请/专利权人：季华实验室

摘要：本发明公开了一种纳米位移直线步进电机，包括电机外壳、电机动子、至少一对第一压电陶瓷驱动器和至少一对第二压电陶瓷驱动器。电机动子安装于电机外壳内，至少一对第一压电陶瓷驱动器关于电机动子对称布置并安装于电机外壳上，至少一对第二压电陶瓷驱动器关于电机动子对称布置并安装于电机外壳上。至少一对第一压电陶瓷驱动器的顶端与电机动子接触从而至少提供轴向作用力和轴向位移，至少一对第二压电陶瓷驱动器的顶端与电机动子接触从而至少提供径向作用力和径向位移。本发明的纳米位移直线步进电机具有结构简单、精度高的优点。

主权项：1.一种纳米位移直线步进电机，其特征在于，所述纳米位移直线步进电机包括电机外壳、电机动子、至少一对第一压电陶瓷驱动器和至少一对第二压电陶瓷驱动器，所述电机动子安装于所述电机外壳内，所述至少一对第一压电陶瓷驱动器关于所述电机动子对称布置并安装于所述电机外壳上，所述至少一对第二压电陶瓷驱动器关于所述电机动子对称布置并安装于所述电机外壳上，以及所述至少一对第一压电陶瓷驱动器的顶端与所述电机动子接触从而至少提供轴向作用力和轴向位移以驱动所述电机动子移动，所述至少一对第二压电陶瓷驱动器的顶端与所述电机动子接触从而至少提供径向作用力和径向位移；所述第一压电陶瓷驱动器包括弯曲位移叠堆和摆臂，所述弯曲位移叠堆由多个压电陶瓷片堆叠形成或多层共烧工艺直接制作而成，其中，所述弯曲位移叠堆的压电陶瓷片的表面覆盖间隔开的电极层从而形成第一组电极层和第二组电极层；先向所述第一组电极层加电，使所述弯曲位移叠堆形成一定角度的弯曲，然后再向第二组电极层加电，使所述弯曲位移叠堆恢复竖直状态，再将所述第一组电极层或所述第二组电极层的电压降低至零，使所述弯曲位移叠堆再次形成一定角度的弯曲，从而使动子往复摆动或向同一方向移动，其中所述摆臂用于放大所述弯曲位移叠堆的位移量；所述第一压电陶瓷驱动器还包括厚度位移叠堆，所述厚度位移叠堆由多个压电陶瓷片堆叠形成或多层共烧工艺直接制作而成，所述厚度位移叠堆的压电陶瓷片的表面覆盖全电极层，从而所述第一压电陶瓷驱动器还能够提供径向作用力和径向位移；所述第二压电陶瓷驱动器包括厚度位移叠堆和摆臂，所述厚度位移叠堆由多个压电陶瓷片堆叠形成或多层共烧工艺直接制作而成，所述厚度位移叠堆的压电陶瓷片的表面覆盖全电极层，使得所述第二压电陶瓷驱动器能够提供径向作用力和径向位移；所述第二压电陶瓷驱动器还包括弯曲位移叠堆，所述第二压电陶瓷驱动器还能够提供轴向作用力和轴向位移；所述纳米位移直线步进电机包括两对第一压电陶瓷驱动器和两对第二压电陶瓷驱动器，所述两对第一压电陶瓷驱动器排成一列，以及所述两对第二压电陶瓷驱动器排成另一列；所述摆臂的一端与所述动子接触，所述厚度位移叠堆用于使所述动子未进行动作时所述摆臂与所述动子的分离，而在所述动子在进行动作时，使所述摆臂与所述动子接触并施加压力；所述厚度位移叠堆的一端连接所述弯曲位移叠堆，以及所述厚度位移叠堆的另一端连接所述摆臂；所述厚度位移叠堆和所述弯曲位移叠堆是共烧叠堆，和或所述厚度位移叠堆和所述弯曲位移叠堆是有机胶粘剂粘接叠堆，和或所述厚度位移叠堆和所述弯曲位移叠堆是玻璃浆料烧结工艺形成的叠堆；所述厚度位移叠堆、弯曲位移叠堆和摆臂之间的连接是共烧连接、和或有机胶黏剂粘接连接、和或玻璃浆料烧结工艺连接；所述摆臂的截面形状为矩形、三角形、半球形、倒T形和或所述摆臂的底面为方形而顶部为圆弧形、半球形和或倒T形；所述厚度位移叠堆的电极层是完全电极的或所述电极层的边缘距离陶瓷边缘间距位于0-1mm之间；所述弯曲位移叠堆的电极层包括间隔开的四个电极层，四个电极层为扇形结构，每一个电极与另一个电极都间隔开，其中两部分内电极的距离间隙位于0.1mm-2mm之间；所述第一压电陶瓷驱动器、第二压电陶瓷驱动器的截面边长范围位于1mm-50mm之间；所述厚度位移叠堆的高度位于0.1mm-100mm之间；所述弯曲叠堆的高度位于0.1mm-100mm之间；所述摆臂的高度位于0.1mm-100mm之间。

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