[发明专利]一种压电驱动的单自由度光学检测平台及使用方法

权利要求书

1.一种压电驱动的单自由度光学检测平台，其特征在于，包括驱动平台，所述驱动平台具有上部开口的中空结构，所述驱动平台顶端具有四个对称分布的板簧铰链，四个板簧铰链一端与驱动平台连接，另一端连接末端平台的四个角处，所述末端平台底面连接位于中空结构内部的杠杆放大机构，所述杠杆放大机构及驱动平台分别与驱动装置的两端连接，将驱动装置产生的沿驱动平台轴线方向的伸缩变形通过杠杆放大机构放大传递给末端平台，使末端平台产生沿驱动平台轴向方向的位移，所述末端平台中心及驱动平台底部具有同心的通光孔，末端平台上安装有精密镜架，所述末端平台的侧面上安装有检测机构；

所述杠杆放大机构包括第一柔性铰链、第二柔性铰链及第三柔性铰链，所述第二柔性铰链及第三柔性铰链一端垂直固定于第一柔性铰链的一端，第二柔性铰链及第三柔性铰链另一端与末端平台固定连接，第二柔性铰链及第三柔性铰链相对于驱动平台的轴线对称分布，第一柔性铰链的另一端固定于中空结构的侧壁上；

所述第一柔性铰链的表面上加工有第一锥形孔，所述驱动装置包括两个陶瓷半球头及位于两个陶瓷半球头之间的压电陶瓷叠堆，下方的陶瓷半球头与第一柔性铰链表面的第一锥形孔接触。

2.如权利要求1所述的一种压电驱动的单自由度光学检测平台，其特征在于，所述第一柔性铰链、第二柔性铰链及第三柔性铰链采用半圆型柔性铰链。

3.如权利要求1所述的一种压电驱动的单自由度光学检测平台，其特征在于，所述通光孔、杠杆放大机构、板簧铰链采用线切割加工制成。

4.如权利要求1所述的一种压电驱动的单自由度光学检测平台，其特征在于，所述第一柔性铰链上方的中空结构侧壁上固定有预紧台，所述预紧台中贯穿有预紧螺钉，所述预紧螺钉端部加工有与第一锥形孔同心的第二锥形孔。

5.如权利要求4所述的一种压电驱动的单自由度光学检测平台，其特征在于，上方的陶瓷半球头与预紧螺钉上的第二锥形孔接触，整个驱动装置利用预紧螺钉进行预紧，压电陶瓷叠堆的轴线与驱动平台的轴线平行。

6.如权利要求1所述的一种压电驱动的单自由度光学检测平台，其特征在于，所述检测机构包括与末端平台侧面一体式连接的光栅尺安装基座，固定于驱动平台上的光栅读数头安装基座，所述光栅尺安装基座上固定有光栅尺，所述光栅读数头安装基座上固定有光栅读数头。

7.如权利要求1所述的一种压电驱动的单自由度光学检测平台，其特征在于，所述精密镜架包括上镜架及下镜架，上镜架及下镜架之间贯穿有四个镜架支杆，镜架支杆的下端通过转接螺钉固定于末端平台上，镜架支杆的上端通过转接螺钉装配有上压片夹和下压片夹，上压片夹和下压片夹利用旋紧在转接螺钉上的螺母进行压紧。

8.一种权利要求1-7任一项所述的压电驱动的单自由度光学检测平台的使用方法，可以正置使用，也可悬空倒置使用，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将样片放置在上压片夹及下压片夹之间，并利用螺母将样片压紧；

步骤2：将压电陶瓷叠堆的产生伸缩变形通过杠杆放大机构放大传递给末端平台，使末端平台产生沿驱动平台轴线方向的位移，调整样品在驱动平台轴线方向上的位置，然后进行光学检测；

所述步骤2中，通电时，压电陶瓷叠堆伸长，其下端的陶瓷半球头对第一柔性铰链的第一锥形孔产生压力，第一柔性铰链、第二柔性铰链及第三柔性铰链变形，产生位移放大作用，带动末端平台驱动平台轴线方向的运动，精密镜架及样片随末端平台运动，样片在驱动平台轴线方向上的位置进行调整，同时与末端平台连接的板簧铰链发生变形；

断电时，压电陶瓷叠堆缩短，陶瓷半球头对第一锥形孔的压力减小，第一柔性铰链、第二柔性铰链及第三柔性铰链的变形恢复，带动末端平台反向运动，板簧铰链的变形恢复。