本發(fā)明屬于精密儀器設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種壓電直線馬達(dá)。

背景技術(shù)：
由于微納米科技的迅速發(fā)展，各類精密超精密微細(xì)加工與測量技術(shù)、微機(jī)電系統(tǒng)、精密光學(xué)、半導(dǎo)體制造、現(xiàn)代醫(yī)學(xué)與生物遺傳工程、航空航天、機(jī)器人、軍事技術(shù)等高尖端的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域都迫切需要亞微米級、微/納米級的精密驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，傳統(tǒng)的宏觀大尺寸驅(qū)動(dòng)裝置，如普通電機(jī)、齒輪傳動(dòng)、絲杠螺母、蝸輪蝸桿等已很難滿足精度要求。隨著材料科學(xué)的發(fā)展，新型功能材料為這些問題提供了新的解決方案，其中，逆壓電效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)及具有優(yōu)越性能的壓電陶瓷材料的出現(xiàn)使得壓電精密馬達(dá)的研究得到了廣泛關(guān)注，并在精密驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域顯示出了廣泛的應(yīng)用前景。壓電馬達(dá)是利用壓電材料的逆壓電效應(yīng)設(shè)計(jì)的可輸出精密運(yùn)動(dòng)的新式驅(qū)動(dòng)裝置。雖然壓電元件變形微小，卻具有穩(wěn)定性好、響應(yīng)迅速、定位精確、機(jī)械能-電能轉(zhuǎn)化率高、驅(qū)動(dòng)力大等優(yōu)點(diǎn)，常用的壓電材料適于被加工成各種形狀，而且經(jīng)過特殊工藝制造的由多層壓電陶瓷片構(gòu)成的壓電疊堆具有十分優(yōu)良的性能，因此非常適合被應(yīng)用到超精密定位技術(shù)領(lǐng)域中。由于壓電驅(qū)動(dòng)的諸多優(yōu)勢所在，壓電精密微驅(qū)動(dòng)技術(shù)已成為國內(nèi)外學(xué)者研究的重點(diǎn)。在過去的半個(gè)多世紀(jì)的時(shí)間里，針對不同的應(yīng)用背景、基于不同的工作原理，研究人員開發(fā)了形式各異的壓電馬達(dá)，從而形成獨(dú)具特色的壓電驅(qū)動(dòng)技術(shù)體系。根據(jù)驅(qū)動(dòng)機(jī)理的不同，壓電馬達(dá)可分為：壓電超聲波馬達(dá)、壓電微位移工作臺、壓電慣性摩擦式馬達(dá)和尺蠖型壓電馬達(dá)等。壓電超聲波馬達(dá)是利用壓電元件的逆壓電效應(yīng)激勵(lì)定子產(chǎn)生超聲波頻域范圍內(nèi)的機(jī)械振動(dòng)，并將定子彈性體的微變形通過共振放大和摩擦耦合轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子或動(dòng)子的宏觀運(yùn)動(dòng)。壓電微位移工作臺是將壓電元件的輸出微變形(或力)作用于柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)上，利用柔性鉸鏈的微量變形(包括變形的放大或縮小)最終實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)物體的精密驅(qū)動(dòng)。尺蠖型壓電馬達(dá)是開發(fā)人員仿照自然界尺蠖運(yùn)動(dòng)開發(fā)的，它是一種以壓電元件為動(dòng)力轉(zhuǎn)換元件，能將目標(biāo)物體的單步微量位移不斷積累，具有高分辨率、大行程特點(diǎn)的馬達(dá)。慣性摩擦式壓電馬達(dá)是根據(jù)動(dòng)量定理，通過慣性塊和壓電元件配合作用實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)作用的馬達(dá)。檢索相關(guān)文獻(xiàn)，可以將目前壓電直線馬達(dá)的局限性總結(jié)如下：1、載荷輸出小，運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性差，易出現(xiàn)運(yùn)行不穩(wěn)定和直線度不穩(wěn)定的現(xiàn)象；2、箝位面與導(dǎo)軌面之間磨損大，易造成承載能力下降甚至馬達(dá)失效，使用壽命短；3、結(jié)構(gòu)和操作復(fù)雜、成本高、能量損失大；4、驅(qū)動(dòng)行程和高分辨率難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有的直線馬達(dá)承載能力小、分辨率低且壽命短的問題。現(xiàn)提供一種基于柔順足驅(qū)動(dòng)的大負(fù)載、高精度、跨尺度壓電直線馬達(dá)。一種基于柔順足驅(qū)動(dòng)的大負(fù)載、高精度、跨尺度壓電直線馬達(dá)，它包括基座、定子、正向驅(qū)動(dòng)部件、反向驅(qū)動(dòng)部件和動(dòng)子，正向驅(qū)動(dòng)部件和反向驅(qū)動(dòng)部件的結(jié)構(gòu)相同，且正向驅(qū)動(dòng)部件和反向驅(qū)動(dòng)部件均以動(dòng)子為中心軸呈對稱結(jié)構(gòu)，正向驅(qū)動(dòng)部件包括第一正向驅(qū)動(dòng)壓電疊堆、第一正向驅(qū)動(dòng)壓電疊堆預(yù)緊螺栓、第二正向驅(qū)動(dòng)壓電疊堆預(yù)緊螺栓、第二正向驅(qū)動(dòng)壓電疊堆、第二正向柔順足和第一正向柔順足，反向驅(qū)動(dòng)部件包括第一反向驅(qū)動(dòng)壓電疊堆預(yù)緊螺栓、第一反向驅(qū)動(dòng)壓電疊堆、第一反向柔順足、第二反向柔順足、第二反向驅(qū)動(dòng)壓電疊堆和第二反向驅(qū)動(dòng)壓電疊堆預(yù)緊螺栓，定子設(shè)置在基座上，且定子通過螺栓與基座固定連接，在定子的中心位置且沿基座的長度方向上設(shè)置有一個(gè)長方形凹槽，該凹槽用于設(shè)置導(dǎo)軌，動(dòng)子設(shè)置在導(dǎo)軌上，定子上面設(shè)置有四個(gè)相同的凹槽，四個(gè)相同的凹槽以動(dòng)子為中心軸兩兩相對設(shè)置，位于動(dòng)子一側(cè)的兩個(gè)凹槽內(nèi)分別設(shè)置有第一正向驅(qū)動(dòng)壓電疊堆和第一反向驅(qū)動(dòng)壓電疊堆，位于動(dòng)子另一側(cè)的兩個(gè)凹槽內(nèi)分別設(shè)置有第二正向驅(qū)動(dòng)壓電疊堆和第二反向驅(qū)動(dòng)壓電疊堆，且第一正向驅(qū)動(dòng)壓電疊堆和第二正向驅(qū)動(dòng)壓電疊堆以動(dòng)子為中心相對設(shè)置，第一反向驅(qū)動(dòng)壓電疊堆和第二反向驅(qū)動(dòng)壓電疊堆以動(dòng)子為中心相對設(shè)置，定子的兩個(gè)相對的側(cè)面設(shè)置有四個(gè)螺孔，第一正向驅(qū)動(dòng)壓電疊堆預(yù)緊螺栓、第一反向驅(qū)動(dòng)壓電疊堆預(yù)緊螺栓、第二反向驅(qū)動(dòng)壓電疊堆預(yù)緊螺栓和第二正向驅(qū)動(dòng)壓電疊堆預(yù)緊螺栓通過四個(gè)螺孔分別為第一正向驅(qū)動(dòng)壓電疊堆、第一反向驅(qū)動(dòng)壓電疊堆、第二反向驅(qū)動(dòng)壓電疊堆和第二正向驅(qū)動(dòng)壓電疊堆提供預(yù)緊力，第一反向柔順足、第二反向柔順足、第二正向柔順足和第一正向柔順足均設(shè)置在定子上，第一反向柔順足的一端與動(dòng)子一個(gè)側(cè)面的一端摩擦接觸，第一反向柔順足的另一端連接第一反向驅(qū)動(dòng)壓電疊堆的驅(qū)動(dòng)端，第二反向柔順足的一端與動(dòng)子另一個(gè)側(cè)面的一端摩擦接觸，第二反向柔順足的另一端連接第二反向驅(qū)動(dòng)壓電疊堆的驅(qū)動(dòng)端，第二正向柔順足的一端與動(dòng)子另一個(gè)側(cè)面的另一端摩擦接觸，第二正向柔順足的另一端連接第二正向驅(qū)動(dòng)壓電疊堆的驅(qū)動(dòng)端，第一正向柔順足的一端與動(dòng)子一個(gè)側(cè)面的另一端摩擦接觸，第一正向柔順足的另一端連接第一正向驅(qū)動(dòng)壓電疊堆的驅(qū)動(dòng)端。本發(fā)明的有益效果為：采用第二正向柔順足的一端、第一正向柔順足的一端、第一反向柔順足的一端和第二反向柔順足的一端分別與動(dòng)子之間摩擦接觸，第二正向柔順足的另一端、第一正向柔順足另一端、第一反向柔順足另一端和第二反向柔順足另一端分別配合各壓電疊堆，根據(jù)各壓電疊堆的鋸齒波信號電壓下的位移輸出，實(shí)現(xiàn)動(dòng)子的步進(jìn)式平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)。具有負(fù)載能力大，運(yùn)動(dòng)分辨率高，理論行程無限大，運(yùn)行平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)。附圖說明圖1為具體實(shí)施方式一所述的一種基于柔順足驅(qū)動(dòng)的大負(fù)載、高精度、跨尺度壓電直線馬達(dá)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所述的一種基于柔順足驅(qū)動(dòng)的大負(fù)載、高精度、跨尺度壓電直線馬達(dá)的俯視圖；圖3為圖1中定子的俯視圖；圖4為一...