[实用新型]一种四稳态二维微动平台

说明书

本实用新型提供了一种四稳态二维微动平台，其能解决现有的微动平台在无外力输入的情况下无法实现在多个稳定位置进行停留的问题。其包括基座、动平台和堆叠压电驱动器以及三段式全柔顺双稳态机构，动平台的X轴向两端、Y轴向两端分别连接有一组传动梁组件，每组传动梁组件分别通过一组三段式全柔顺双稳态机构与基座连接，位于同一轴向上的两组三段式全柔顺双稳态机构到所述动平台的中心点O的距离a相同且该两组三段式全柔顺双稳态机构相互平行，每一组全柔顺双稳态机构分别与一堆叠压电驱动器相对设置，堆叠压电驱动器固装于基座上。

技术领域

本实用新型涉及微动平台结构领域，具体为一种四稳态二维微动平台。

背景技术

微动平台是通过柔性结构的弹性变形来传递力和位移的微定位机构。由于其采用整体式加工，故不需要装配，也不存在间隙、摩擦及磨损。另外，由于通常采用压电执行器驱动，微动平台具备较高的位移分辨率，且刚度大、体积小、承载力强，被广泛应用于微纳米级定位系统中。目前，在精密机械装配或定位中，通常需要微动平台在多个点位进行停留，以便完成相应的操作，将所需要的操作点位设计为稳态位置，可以使平台在相应点位停留而不要需要额外的力(或能量)；同时操作点位距离稳态位置越近，移动到该点所需的能量也就越少；并且具有多个稳态位置的微动平台在一定程度上也可以节省工作所需要的能量。公告号为 CN103225728B、CN105551836B的中国发明专利分别公开了一种压电陶瓷驱动的二维并联微动平台和一种二维微动平台装置，其虽都具备很高的定位精度，但是此类机构在无外力输入的情况下，都无法实现在多个稳定位置的停留。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种四稳态二维微动平台，其能解决现有的微动平台在无外力输入的情况下无法实现在多个稳定位置进行停留的问题。

其技术方案为，一种四稳态二维微动平台，其包括基座、动平台和堆叠压电驱动器，其特征在于：其还包括三段式全柔顺双稳态机构，所述动平台的X轴向两端、Y轴向两端分别连接有一组传动梁组件，每组所述传动梁组件分别通过一组所述三段式全柔顺双稳态机构与所述基座连接，位于同一轴向上的两组所述三段式全柔顺双稳态机构到所述动平台的中心点 O的距离a相同且该两组三段式全柔顺双稳态机构相互平行，每一组所述全柔顺双稳态机构分别与一所述堆叠压电驱动器相对设置，所述堆叠压电驱动器固装于所述基座上。

进一步的，每组所述传动梁组件均包括两根平行设置的传动梁，其中位于所述动平台的 X轴向两端的两组传动梁组件均沿X轴向平行设置，位于所述动平台的Y轴向两端的两组传动梁组件均沿Y轴向平行设置。

更进一步的，每根所述传动梁的两端分别通过一浅切口椭圆柔性铰链与所述动平台、所述三段式全柔顺双稳态机构连接。

进一步的，每组所述三段式全柔顺双稳态机构均分别包括一根梭和四组连接梁组件，所述梭朝向动平台的一侧面为动平台连接面，所述动平台连接面通过所述一组传动梁组件与所述动平台相连，所述梭的两个相对的且分别朝向基座并同时与所述动平台连接面相邻接的端面分别通过两组所述连接梁组件与所述基座相连。

更进一步的，每组连接梁组件分别包括一刚性梁和两根柔性梁，所述两根柔性梁分别为梭端柔性梁、基座端柔性梁，所述刚性梁的轴向两端分别与所述梭端柔性梁、基座端柔性梁的一端连接，且所述梭端柔性梁的另一端与所述梭连接、基座端柔性梁的另一端与所述基座相连。

更进一步的，所述梭端柔性梁与所述梭形成的连接角度为非直角。

进一步的，所述基座为长方体结构，且所述基座有一组相对的面为正方形面。

更进一步的，所述基座的一对相对的正方形面上开设有贯通的呈十字形的镂空槽，所述动平台位于所述呈十字形的镂空槽内，所述呈十字形的镂空槽的四个槽底面的中央位置分别固装有一所述堆叠压电驱动器。