[实用新型]精密定位平台

说明书

技术领域

本实用新型涉及微驱动应用领域，具体涉及一种精密定位平台。

背景技术

随着纳米技术的兴起和迅猛发展，基于压电驱动的纳米级微定位技术已成为微机电系统、扫描探测显微镜、超精密加工、细胞操作等诸多前沿技术的基础支持技术。

其中，压电陶瓷驱动器是近几年发展起来的新型微位移器件，它以体积小、驱动力大、分辨率高、易于控制等优点作为驱动元件在精密机械当中得到广泛的应用。压电陶瓷是利用压电材料的逆压电效应来工作的，仅依靠外加电场的大小就能够实现驱动。压电陶瓷克服了以往机械式、液压式、气动式、电磁式等执行器惯性大、响应慢、结构复杂、可靠性差等不足，具有体积小、结构紧凑、无机械摩擦、无间隙、分辨率高、响应快、无发热、不受磁场干扰、可在低温，真空环境下使用等优点，被广泛应用于微定位技术中，这种可控的精密微位移执行器必将在今后诸多技术领域中发挥难以估量的作用。例如，将压电陶瓷驱动器应用于精密定位平台中，作为精密定位平台的驱动装置。

虽然压电陶瓷驱动器具有高精密位移输出的优点，但同时其输出位移相当微小，不能满足有较大微位移输出要求的应用场合，在实际应用中常常需要将压电陶瓷驱动器的输出位移进行放大，以满足大行程高精确定位的需要。

因此，需要放大机构对压电陶瓷的输出位移进行放大。目前根据对压电陶瓷位移放大方式的不同，精密定位平台主要分为直接驱动式、杠杆放大式、和椭圆放大式、及菱形放大式精密定位平台。其中杠杆放大式精密定位平台的主要目的是将压电陶瓷的运动范围进行放大，通过杠杆放大原理，以及具有旋转副的柔性铰链机构实现沿支点的旋转，通过杠杆机构进行放大，其放大倍数可以达到2-3倍，使得由压电陶瓷驱动的精密定位平台的运动范围有效地提高。但是在运动范围放大的同时，也由于杠杆式放大存在微小的角度变化，因此会对最终实现的放大位移带来微小的角度误差。

椭圆放大式和菱形放大式精密定位平台采用压杆失稳原理实现运动放大，运动放大机构基于材料力学中的压杆失稳原理设计而成。当压电陶瓷伸长时，机构两端受到由内向外的推力，圆弧形薄壁壳的曲率发生变化，其弧面最高点发生向下移动，向下的位移量比陶瓷自身的伸长位移要大得多，即位移被放大。但此类机构圆弧处应力较大，易产生应力集中。

因此，针对上述问题，有必要提供一种改良的精密定位平台。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种精密定位平台，其能够解决目前在精密定位装置中体积过大、行程过小、定位精度达不到要求、响应时间慢等问题。

为了实现上述目的，本实用新型的一种精密定位平台，其包括本体、形成于所述本体中的放大机构、以及压电陶瓷，

所述放大机构包括：分别位于矩形的四个顶点的第一铰链点、第二铰链点、第三铰链点、第四铰链点，所述第二铰链点、第三铰链点上方为放大机构的运动平台，所述第一铰链点、第二铰链点一侧为放大机构的放大边，所述放大边中安装有预紧顶丝，且所述预紧顶丝安装于所述第一铰链点上方，且临近所述第一铰链点位置处；

所述本体上安装有底盖板，所述压电陶瓷设置于所述本体内部，所述压电陶瓷一端与所述底盖板固定连接，另一端通过滚珠与预紧顶丝相抵靠，所述滚珠安装于所述预紧顶丝中。

作为本实用新型的进一步改进，所述预紧顶丝的数量为两个，所述两个预紧顶丝的安装螺纹的螺纹方向的方向相反。

作为本实用新型的进一步改进，所述安装螺纹为M4*0.35型细牙螺纹。

作为本实用新型的进一步改进，所述滚珠通过过盈配合的方式安装于所述预紧顶丝中。

作为本实用新型的进一步改进，所述压电陶瓷在电压的作用下具有伸长量S_X，所述伸长量S_x经所述放大机构放大后，所述运动平台的位移量为X，定义C=X/S_X，所述C的范围为7～14。

作为本实用新型的进一步改进，所述压电陶瓷的两端分别粘帖有钨钢片，所述底盖板上形成有与所述一端的钨钢片相配合的凹槽，所述相应端的钨钢片卡合于所述凹槽中，另一端的钨钢片与所述滚珠相抵靠。

作为本实用新型的进一步改进，所述放大机构与所述本体一体成型。

作为本实用新型的进一步改进，所述本体和放大机构的材质为超硬铝。

作为本实用新型的进一步改进，所述压电陶瓷为锆钛酸铅。