[发明专利]一种一维大行程压电驱动纳米定位平台

说明书

本发明的一种一维大行程压电驱动纳米定位平台，包括外框架，外框架中由内侧向外侧设置多级运动平台；各级运动平台间以及最外侧运动平台与外框架间在Y方向上通过沿Y方向布置关于X轴对称的两组柔性导向连接组件相连接，各级运动平台间以及最外侧运动平台与外框架间在X方向上通过两组簧片连接，每组簧片包括两个关于X对称布置的簧片；各级运动平台间以及最外侧运动平台与外框架间分别设置压电驱动器，各个压电驱动器都沿X方向布置且设置在同侧，各个压电驱动器都与外控制器进行连接。本发明可不依赖复杂柔性导向放大机构等机械结构提供一维大行程的致动，解决了一维直驱纳米定位平台在X方向小体积空间内不能输出大行程位移的问题。

技术领域

本发明属于纳米定位平台技术领域，涉及一种一维大行程压电驱动纳米定位平台。

背景技术

随着纳米定位技术的迅猛发展，纳米级运动平台因高精度、高分辨率、高可靠性等多种优势而得到了广泛的应用。在精密机械工程中，如光刻机、纳米扫描台、微纳运动台中均使用不同种类的纳米运动平台。然而，纳米定位平台也存在最大输出行程短、结构复杂等问题，不能满足精密运动设备市场和应用的需求，因此需要对其结构设计、致动方式做出可靠改进。

目前，现有一维纳米定位平台，要想实现大行程的输出位移，需要出力大、输出位移大的压电驱动器。所压电驱动器本身的长度会占据平台中更长的空间，导致纳米定位平台的尺寸变大。因此，设计一种能够具有在X方向小体积空间内输出大行程位移的纳米定位装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种一维大行程压电驱动纳米定位平台，该平台在一维压电驱动器的驱动下，可以实现小体积空间内输出大行程位移。

本发明提供一种一维大行程压电驱动纳米定位平台，包括外框架，所述外框架中由内侧向外侧设置多级运动平台；各级运动平台间以及最外侧运动平台与外框架间在Y方向上通过沿Y方向布置关于X轴对称的两组柔性导向连接组件相连接，各级运动平台间以及最外侧运动平台与外框架间在X方向上通过两组簧片连接，每组簧片包括两个关于X对称布置的簧片；各级运动平台间以及最外侧运动平台与外框架间分别设置压电驱动器，各个压电驱动器都沿X方向布置且设置在同侧，各个压电驱动器都与外控制器进行连接。

进一步的，所述压电驱动器由至少一个d33的压电陶瓷单片组合叠堆而成。

进一步的，包括三级运动平台，最内侧的为一级运动平台，一级运动平台外侧为二级运动平台，二级运动平台外侧为三级运动平台，三级运动平台外侧为外框架。

进一步的，所述一级运动平台与二级运动平台之间在Y方向上通过两组第一柔性导向连接组件连接，在X方向上通过第一组簧片和第二组簧片进行连接；所述二级运动平台与三级运动平台之间在Y方向上通过两组第二柔性导向连接组件连接，在X方向上通过第三组簧片和第四组簧片进行连接；所述三级运动平台与外框架之间在Y方向上通过两组第三柔性导向连接组件连接，在X方向上通过第五组簧片和第六组簧片进行连接。

进一步的，所述第一柔性导向连接组件由三个沿Y方向并列设置的第一连接板构成，所述第二柔性导向连接组件由四个沿Y方向并列设置的第二连接板构成，所述第三柔性导向连接组件由四个沿Y方向并列设置的第三连接板构成。

进一步的，所述一级运动平台与二级运动平台间设有一个沿X方向布置的第一压电驱动器；所述二级运动平台与三级运动平台间设有两个沿X方向布置且关于X轴对称的第二压电驱动器；所述三级运动平台与外框架间设有两个沿X方向布置且关于X轴对称的第三压电驱动器。

进一步的，各级运动平台所输出的位移行程相叠加作为所述一维大行程压电驱动纳米定位平台输出的总行程。

进一步的，所述外框架的四角分别设置安装定位孔。

本发明的一种一维大行程压电驱动纳米定位平台，至少具有以下

有益效果：