[发明专利]基于沙漏形位移放大机构的压电驱动微定位平台

说明书

基于沙漏形位移放大机构的压电驱动微定位平台,该平台包括：外层支座（3）、沙漏形位移放大机构、压电陶瓷驱动器（2）、对称长臂铰链、工作台（6）和内层基板（7）；沙漏形位移放大机构分为x方向沙漏形位移放大机构（1）和Y方向沙漏形位移放大机构（4），对称长臂铰链分为x方向对称长臂铰链（5）和Y方向对称长臂铰链（8）；本发明实施例提供的基于沙漏形位移放大机构的压电驱动微定位平台，可以实现工作台的大行程运动。当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

技术领域

本发明涉及微机电控制系统技术领域，特别是涉及微位移工作台精密定位领域。这种基于沙漏形位移放大机构的压电驱动微定位平台，具体的说是一种在压电陶瓷器驱动下的大行程无耦合的微定位平台。

背景技术

近年来，随着科学技术的迅猛发展和进步，人类的研究从宏观领域扩展到微观领域，尤其是在微机电系统、生物工程、微电子技术、光学等众多学科中，被操作对象正不断朝着小型化、微型化的方向发展，因而对精密机械和仪器的各方面性能要求越来越高，对高精度微定位操作系统的研制提出了迫切的要求。微定位系统作为精密机械和精密仪器的典型代表和关键技术之一，是实现精密制造、精密测量和精密驱动的不可或缺的重要组成部分，它直接影响着精密和超精密加工水平、精密测量水平以及超大规模集成电路生产水平，左右着各个微观领域科学研究的发展，在前沿科学研究以及当下尖端工业生产领域中占据着极其重要的地位，受到了国内外的广泛重视和深入研究，近年来得到了迅速的发展。

设计微定位平台，主要解决运动耦合的问题，同时还要在保证精度的情况下提高位移输出量。目前，大多数的微定位平台采用杠杆放大原理来增加输出位移量，但是杠杆放大的同时会产生运动耦合，同时行程相对较小。设计无耦合、大行程、高精度的二维微定位平台对于实际应用具有较大的意义。

发明内容

发明目的：

本发明实施例的目在于提供一种基于沙漏形位移放大机构的压电驱动微定位平台，解决以往所存在的问题，其实现了工作台在无耦合、无机械摩擦、无间隙、运动分辨率高、不需要润滑、不产生热量和噪声等情况下的大行程运动。

技术方案：

一种基于沙漏形位移放大机构的压电驱动微定位平台，其特征在于：该平台包括：外层支座(3)、沙漏形位移放大机构、压电陶瓷驱动器(2)、对称长臂铰链、工作台(6)和内层基板(7)；沙漏形位移放大机构分为x方向沙漏形位移放大机构(1)和Y方向沙漏形位移放大机构(4)，对称长臂铰链分为x方向对称长臂铰链(5)和Y方向对称长臂铰链(8)；

工作台(6)的一端与Y方向对称长臂铰链(8)连接，工作台(6)的另一端与Y方向沙漏形位移放大机构(4)连接，工作台(6)、Y方向对称长臂铰链 (8)和Y方向沙漏形位移放大机构(4)嵌套在内层基板(7)内；内层基板(7) 右端与X方向沙漏形位移放大机构(1)连接，左端与x方向对称长臂铰链(5) 连接，内层基板(7)、X方向沙漏形位移放大机构(1)和x方向对称长臂铰链 (5)嵌套在外层支座(3)内；沙漏形位移放大机构中间设有压电陶瓷驱动器(2)，压电陶瓷驱动器顶住沙漏形位移放大机构内部凸缘。

工作台、Y方向沙漏形位移放大机构、Y方向对称长臂铰链、内层基板、X 方向对称长臂铰链、X方向沙漏形位移放大机构与外层支座是一整体式机构。

Y方向对称长臂铰链(8)连接工作台(6)和内层基板(7)。

x方向对称长臂铰链(5)连接外层支座(3)和内层基板(7)。

沙漏形位移放大机构与对称长臂铰链机构是对称式结构，具有无耦合运动的特性。

对称长臂铰链为对称设置的两个长臂铰链，Y方向对称长臂铰链(8)以工作台(6)的Y向中线为轴对称，x方向对称长臂铰链(5)以内层基板(7)的X 向中线为轴对称。