[发明专利]一种平面大位移压电微振动台

说明书

本发明提供一种平面大位移压电微振动台，通过采用多段折叠、弯曲支撑梁结构，解决了传统直梁或两段支撑梁振动台平面内位移小的问题，且微振动台在平面内位移可以达到百微米量级，同时还能够实现面内旋转位移。每根支撑梁经过多次折叠、弯曲，形成类似弹簧结构的支撑梁，有效降低支撑梁在平面内的刚度，使微振动台平面内行程提升至数百微米量级。本发明由多根多段折叠式振动支撑梁配合形成，且基本的支撑梁结构可具有多种形式，例如可以包含180°折叠型结构和90°拐角型结构。其中，180°折叠型结构可以用于减小微振动台刚度，从而提高平面内位移；而90°拐角型结构可以用于调整位移方向，约束非轴向位移，从而提高微振动台工作时的线性度。

技术领域

本发明涉及压电微振动台技术领域，特别是涉及一种平面大位移压电微振动台。

背景技术

压电微振动台是一类可实现负载位移、振动的MEMS执行器，常用于惯性传感器的自标定，也在一些光学应用中用于光路调节。常见的压电微振动台结构由振膜平台及振动支撑梁组成。压电平台用于与负载进行机械和电信号互联。振动支撑梁连接振膜平台与外围基底，提供支撑作用。同时，由于梁上分布有压电材料及其上下电极，振动支撑梁还提供了执行器运动所需的力。目前常见的压电微振动台一般具有四根振动支撑梁，每根梁通常为单段直梁或两段折叠梁，这类梁结构具有较好的结构强度，且能够为振膜平台提供较大的面外位移。然而，由于这类梁结构在平面内具有较大的刚度，因此很难为振膜平台提供足够的面内位移，导致这类振动台面内行程一般仅有数微米。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种可在平面内实现大位移的压电微振动台结构，用于解决现有技术中微振动台面内位移较小的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种平面大位移压电微振动台，包括有：多根支撑梁；

单根支撑梁经过折叠、弯曲后形成单根具有弹性的多段折叠式振动支撑梁，且多根所述多段折叠式振动支撑梁相互配合连接，形成微振动台；

其中，所述多段折叠式振动支撑梁包括有折叠型结构和拐角型结构。

可选地，每根多段折叠式振动支撑梁中的一段支撑梁包括一个或多个激励区域，且每个激励区域可以单独供电。

可选地，还包括分别对每个激励区域提供不同形式的直流电，驱动所述微振动台沿目标方向进行恒定位移或旋转位移。

可选地，还包括分别对每个激励区域提供不同形式的交流电，驱动所述微振动台沿目标方向进行简谐振动或转动。

可选地，所述微振动台的位移与激励区域的供电电压呈线性变化。

可选地，所述多段折叠式振动支撑梁包括有180°的折叠型结构。

可选地，所述多段折叠式振动支撑梁包括有90°的拐角型结构。

可选地，所述微振动台由四根多段折叠式振动支撑梁相互配合连接形成。

可选地，每根多段折叠式振动支撑梁中的一段支撑梁包括四个激励区域，且每个激励区域可以单独供电。

如上所述，本发明提供一种平面大位移压电微振动台，具有以下有益效果：本发明针对现有技术存在的问题，提出了一种由多段振动支撑梁组成的压电微振动台，每根支撑梁经过多次折叠、弯曲，形成类似弹簧结构的支撑梁，有效降低支撑梁在平面内的刚度，使微振动台平面内行程提升至数百微米量级。本发明中的平面大位移微振动台采用多段折叠、弯曲支撑梁结构，解决了传统直梁或两段支撑梁振动台平面内位移小的问题，且微振动台在平面内位移可以达到百微米量级，同时还能够实现面内旋转位移。本发明由多根多段折叠式振动支撑梁配合形成，且基本的支撑梁结构可具有多种形式，例如可以包含180°折叠型结构和90°拐角型结构。其中，180°折叠型结构可以用于减小微振动台刚度，从而提高平面内位移；而90°拐角型结构可以用于调整位移方向，约束非轴向位移，从而提高微振动台工作时的线性度。