[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

说明书

本发明涉及一种压电驱动的单自由度光学检测平台及使用方法，包括驱动平台，驱动平台具有上部开口的中空结构，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，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，本发明的光学检测平台行程大、负载能力强，分辨率高，响应速度快，可操作性强。

技术领域

本发明涉及光学检测设备技术领域，具体涉及一种压电驱动的单自由度光学检测平台及使用方法。

背景技术

微纳技术是21世纪世界各国重点发展的高科技技术，其中具有纳米级定位精度的超精密微纳定位平台是微纳技术的核心动力装置。超精密微纳定位平台在精密光学工程领域具有广泛的应用。

光学检测平台是安装光学检测样片及试件的关键性基础承载装置,其主要作用是实现检测过程中样片的稳定以及位置的调整，目前有的光学检测平台通常采用悬臂梁结构实现对样片姿态调整，即悬臂梁的一端固定在末端平台上，另一端上固定有待测定样片，在检测过程中试件通过悬臂梁保持与末端平台同时运动，并通过安装在其上的驱动系统、传动系统、传感系统等附属装置实现检测过程中试件位置的精密对焦调整,以完成整个光学检测操作。

然而，现有的光学检测平台存在的不足之处在于，平台的中央没有检测所需的通光孔，需要通过悬臂形式将样片固定，使得样片的轴心与平台的轴心产生偏差，使得其定位精度和可靠性差，封闭式的的平台不利于测定样品的滴加，且现有的光学检测平台响应速度和分辨率低。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种压电驱动的单自由度光学检测平台，具有沿竖直方向平动的一个自由度，具有行程大、负载能力强，分辨率高，响应速度快，内部空间大，可操作性强等优点。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种压电驱动的单自由度光学检测平台，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，将驱动装置产生的竖向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。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，所述通光孔、杠杆放大机构、板簧铰链采用线切割加工制成。

进一步的，所述第一柔性铰链的表面上加工有第一锥形孔，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。

进一步的，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，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。