[发明专利]一种叠堆式压电陶瓷驱动器的弹性簧片型预紧装置

说明书

本发明公开的一种叠堆式压电陶瓷驱动器的弹性簧片型预紧装置，固定板和输出杆相对设置；杆件的两端分别铰接在固定板和输出杆上；预紧块固定在输出杆的内侧，预紧前，将叠堆式压电陶瓷驱动器设置在固定板和预紧块之间；弹性簧片型柔顺组件设置在固定板和输出杆之间，杆件和弹性簧片型柔顺组件的中心面均垂直于输出杆和固定板的上下端面，弹性簧片型柔顺组件的一端固定在输出杆上，当预紧叠堆式压电陶瓷驱动器时，所述预紧调节件与所述弹性簧片型柔顺组件的另一端配合以向叠堆式压电陶瓷驱动器施加预紧力。本发明能够方便、可靠地安装叠堆式压电陶瓷驱动器，使弹性簧片预紧的叠堆式压电陶瓷驱动器能够对其内部得叠堆式压电陶瓷驱动器施加预紧力。

技术领域

本发明涉及微纳操作、微纳测量以及微纳加工等领域，尤其涉及一种叠堆式压电陶瓷驱动器的弹性簧片型预紧装置。

背景技术

精密定位技术作为精密制造的核心技术，被广泛地应用于微机电系统、微电子、超精密加工、细胞操纵等各种领域中。压电陶瓷驱动器作为新型的微位移器件，具有体积小、输出力大、精度高、分辨率高和快速响应等优点，被大量地应用为精密定位平台的驱动器。现在市面出售的压电陶瓷驱动器按其包装分为封装和未封装两大类。未封装的压电陶瓷驱动器，即裸压电叠堆驱动器，价格相对便宜，可以承受很大的正压力，但在承受剪切力时极易折断。为了避免在使用过程中动态载荷对叠堆式压电陶瓷驱动器的损坏，需要对裸压电叠堆驱动器施加预紧力。

在应用叠堆式压电陶瓷驱动器时，一般要求一端固定在基座上，另一端衔接固定在被驱动件上，带动其位移输出端自由伸长与收缩，其固定安装的方式对平台的性能具有很大的影响。经过对现有技术文献检索发现，目前常见固定方式通常为粘贴固定，与被驱动件的装配不灵活，不方便以后的调整维修，还存在连接部分受力不平衡等缺点。而后有改进的楔块预紧机构，中国实用新型专利CN211343582U提出一种楔块预紧机构，包括平台、压电陶瓷本体、U形基座、主动楔块和从动楔块，其主动楔块和从动楔块的楔形面滑动连接，从动楔块的上端开设有圆孔，圆孔的内部设置有调节机构，通过旋转螺纹调杆推动主动楔块运动，进而推动与之相接触的从动楔块运动以实现叠堆式压电陶瓷驱动器的预紧，调整及维护简便，但结构较为复杂。相较于楔块预紧机构，弹性体预紧机构有可一体化加工，安装拆卸方便的优点；中国专利CN101232258B提出一种“∏”形的柔性封装结构，其在压电叠堆腔体的底部安装上预紧螺母，螺母端面紧抵压电叠堆驱动器端面，并施加一定的预紧力。压电叠堆腔体的上端面加工出四个安装孔用于固定被驱动构件，在封装结构上开出安装孔以便于驱动器的安装，但封装结构占用空间大，不适用于空间有限的场合，且其预紧螺母的端面和压电叠堆驱动器的端面直接接触，容易损坏驱动器；中国发明专利CN104241516A通过弹性框架及预紧螺母安装压电叠堆驱动器，结构紧凑，占用空间小。但以上弹性体预紧机构都存在预紧螺母的端面和压电叠堆驱动器的端面直接接触的问题，预紧过程中会对压电叠堆驱动器产生扭矩，造成陶瓷的损坏。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种叠堆式压电陶瓷驱动器的弹性簧片型预紧装置，具有结构设计新颖，成本低廉，安装方便且功能可靠的特点，实现对裸压电叠堆驱动器的预紧，满足精密定位场合驱动端高精度、高分辨率、高稳定性的位移输出要求。

为了实现本发明目的，本发明提供的一种叠堆式压电陶瓷驱动器的弹性簧片型预紧装置，包括固定板、输出杆、杆件、预紧块、弹性簧片型柔顺组件和预紧调节件，

固定板和输出杆相对设置；

杆件的两端分别铰接在固定板和输出杆上；

预紧块固定在输出杆的内侧，预紧前，将叠堆式压电陶瓷驱动器设置在固定板和预紧块之间；

弹性簧片型柔顺组件设置在固定板和输出杆之间，杆件和弹性簧片型柔顺组件的中心面均垂直于输出杆和固定板的上下端面，弹性簧片型柔顺组件的一端固定在输出杆上，当预紧叠堆式压电陶瓷驱动器时，所述预紧调节件与所述弹性簧片型柔顺组件的另一端配合以向叠堆式压电陶瓷驱动器施加预紧力。