[实用新型]一种微位移装置及系统

说明书

本实用新型涉及纳米微定位技术领域，具体涉及一种微位移装置及系统，所述微位移装置包括平台主体，以及设置在平台主体上的运动平台、用于驱动运动平台相对于平台主体进行微位移的驱动组件以及桥式放大结构，所述驱动组件包括至少两个依次连接的压电陶瓷，且任一相邻的所述压电陶瓷通过桥式放大结构连接，所述驱动机构与运动平台之间也通过桥式放大结构连接。本实用新型通过设计一种微位移装置及系统，利用压电陶瓷的逆压电效应以及桥式放大结构的位移放大性能，将电能转换为机械高线性度位移，具有大行程和很小的径向偏差，进一步地，通过多级设置的压电陶瓷提高位移放大倍数。

技术领域

本实用新型涉及纳米微定位技术领域，具体涉及一种微位移装置及系统。

背景技术

纳米微定位技术是21世纪的科技技术趋势之一，常规的微定位技术通常采用伺服电机和精密丝杠传动的方案。平台由光楔、伺服电机、传动机构组成，光楔安装在传动机构内，传动机构通过齿轮与安装伺服电机上齿轮啮合,然后伺服电机驱动传动机构带动光楔绕光轴旋转，探测器上的目标也同步旋转，在4个时刻提取4幅子图像，这4幅子图像即为依次相差半像素间距的图像。

由于上述常规方案本身结构上螺纹配合的偏差以及传动过程中存在摩擦，其精度最高只能达到微米级别且使用过程不稳定，满足不了高精度使用场合。

随着生物行业以及微电子(半导体)行业的迅速发展，对定位平台提出了超越微米更高级别的定位精度要求。

因此，设计一种可达纳米级别的分辨率的微位移装置是该领域一直关注的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供了一种采用压电陶瓷作为动力驱动且设有多级位移放大机构的微位移装置及系统，克服常规定位平台精度不够且使用过程不稳定的缺陷。

为解决该技术问题，本实用新型提供一种微位移装置，所述微位移装置包括平台主体，以及设置在平台主体上的运动平台、用于驱动运动平台相对于平台主体进行微位移的驱动组件以及桥式放大结构，所述驱动组件包括至少两个依次连接的压电陶瓷，且任一相邻的所述压电陶瓷通过桥式放大结构连接，所述驱动机构与运动平台之间也通过桥式放大结构连接。

其中，较佳方案是：所述微位移装置还包括设置在平台主体与压电陶瓷之间的安装机构，所述安装机构包括安装压电陶瓷的挠性安装座和对压电陶瓷提供预紧力的预紧顶丝。

其中，较佳方案是：所述桥式放大结构采用半桥式结构，所述半桥式结构包括桥接端和第一输出端；所述半桥式结构分别通过桥接端与后一个压电陶瓷的一端连接，且通过第一输出端与前一个压电陶瓷的一端连接，所述半桥式结构分别通过桥接端与和运动平台邻近设置的压电陶瓷的一端连接，且通过第一输出端与运动平台连接。

其中，较佳方案是：所述半桥式结构的第一输出端为圆弧形柔性铰链。

其中，较佳方案是：所述平台主体的表面设有开口，所述运动平台部分突出开口并向外延伸设置。

其中，较佳方案是：所述微位移装置还包括设置在平台主体与运动平台之间且用于提高运动平台的谐振频率的异性弹簧组件，并且，所述异性弹簧组件与驱动组件分别设置在平台主体的两侧。

其中，较佳方案是：所述异性弹簧组件包括多个依次连接的全桥式结构，所述全桥式结构包括全桥结构和设置在全桥结构两侧的第二输出端，所述全桥式结构通过第二输出端与相邻全桥式结构的第二输出端连接，以及两个设置在最端边处的全桥式结构分别通过第二输出端与平台主体或运动平台连接。

其中，较佳方案是：所述全桥式结构的第二输出端为圆弧形柔性铰链。

其中，较佳方案是：所述平台主体的材料为超硬铝、不锈钢、工具钢和殷钢中的一种。