[实用新型]微位移放大装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种传动机构，尤其涉及一种微位移放大装置。

背景技术

在微纳米技术的研究工作中，微纳米级控制及定位是微纳米技术的核心之一，为微纳米技术在各个领域的应用提供技术基础，被认为是21世纪的核心技术。在微机电系统(MEMS)领域，微纳米技术涉及到微驱动、微定位、微加工、微装配等不同研究方向。由于目前现有的传统的位移放大方式，如齿轮或杠杆等放大机构，运动与力传递环节多、累积误差大、可靠性性差、非线性误差大、精确度低，直接影响输出位移分辨率，限制了其在微米/纳米技术领域的实际应用和拓展。

压电陶瓷以其优越的驱动性能在微位移驱动和精密定位领域得到广泛应用，取得了较好的效果，但总体上看，压电陶瓷驱动器的位移一般小于几十微米，对于需要在几百微米位移以上的行程驱动方面，就无法直接利用压电陶瓷驱动器进行驱动，不能充分发挥压电陶瓷优越的驱动性能，限制了它的应用范围。这就需要进一步改进，以对压电陶瓷的驱动位移做更大程度的放大，来满足较大的运动行程的需要。

实用新型内容

针对现有技术的缺点，本实用新型的目的是提供一种具有较大的位移放大倍数、误差小且结构紧凑的微位移放大装置。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种微位移放大装置，包括基座、设于基座上的压电陶瓷驱动器及通过压电陶瓷驱动器驱动的位移放大机构，其中，该位移放大机构由若干驱动杆通过柔性铰链串联及并联连接而成，且由该位移放大机构输出位移。

该位移放大机构包括顶杆、推杆、第一连杆、第二连杆、拉杆、输出杆及连接各杆的柔性铰链结构，该顶杆由压电陶瓷驱动器驱动，推杆及第一连杆并联后与顶杆串联，第二连杆与推杆串联，拉杆与第一连杆串联，第二连杆与拉杆并联后与输出位移的输出杆串联。

压电陶瓷驱动器与顶杆的一端相接触，顶杆的另一端通过柔性铰链分别与推杆及第一连杆的一端连接，推杆的另一端通过柔性铰链与第二连杆的一端连接，第一连杆的另一端通过柔性铰链与拉杆的一端连接，第二连杆与拉杆的另一端均通过柔性铰链与输出杆连接。

上述柔性铰链均为转动副柔性铰链。

位移放大机构的各驱动杆通过柔性铰链与基座相连为一体的整体式结构。

压电陶瓷驱动器安装在位移放大机构的基座上，并通过螺钉预紧。

与现有技术相比，本实用新型通过若干驱动杆多级的串联及并联连接的多级放大结构，采用了差动放大原理，实现较大的位移放大倍数，具有较大的行程，又因为驱动杆均采用柔性铰链的连接结构，使得各驱动杆之间无摩擦，无间隙，故位移放大机构在增大位移放大倍数同时，能尽可能的将误差降低。

另外，本实用新型还利用位移放大机构的各驱动杆通过柔性铰链与基座相连为一体的整体式结构，使位移放大机构可由一块材料加工而成，使得位移放大机构结构紧凑，无需装配，从而避免了装配时产生的误差。

附图说明

图1为本实用新型微位移放大装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示的一种微位移放大装置，包括基座1、设于基座1上的压电陶瓷驱动器2及通过压电陶瓷驱动器2驱动的位移放大机构，其中，该位移放大机构由若干驱动杆通过柔性铰链串联及并联连接而成，且由该位移放大机构输出位移。

位移放大机构的各驱动杆通过柔性铰链与基座1相连为一体的整体式结构，压电陶瓷驱动器2安装在基座1上并可通过螺钉17适当预紧。

该位移放大机构包括顶杆3、推杆6、第一连杆8、第二连杆14、拉杆10、输出杆16及连接各杆的柔性铰链结构，该顶杆3由压电陶瓷驱动器2驱动，推杆6及第一连杆8并联后与顶杆3串联，第二连杆14与推杆6串联，拉杆10与第一连杆8串联，第二连杆14与拉杆10并联后与输出位移的输出杆16串联。

压电陶瓷驱动器2与顶杆3的一端相接触，顶杆3的另一端分别通过柔性铰链5、4与推杆6及第一连杆8的一端连接，推杆6的另一端通过柔性铰链13与第二连杆14的一端连接，第一连杆8的另一端通过柔性铰链9与拉杆10的一端连接，第二连杆14与拉杆10的另一端均通过柔性铰链15、11与输出杆16连接。

在本实施例中，上述各柔性铰链均为转动副柔性铰链。