[发明专利]一种串联环扇形压电三维微伺服平台的结构

说明书

本发明公开了一种串联环扇形压电三维微伺服平台的结构，包括基体，基体包括中间反光镜，在中间反光镜的外侧设有两个环扇形的第一压电梁基体，在第一压电梁基体的外圈设有两个环扇形的第二压电梁基体；在第一压电梁基体的上表面和第二压电梁基体的上表面各黏贴有第一、第二压电陶瓷片；在两个第二压电陶瓷驱动器加载相反电压时，两个第二压电陶器驱动器弯曲方向相反，进而带动中间的固定环绕y轴转动；在两个第一压电陶瓷驱动器加载相反电压时，两个第一压电陶器驱动器弯曲方向相反，进而带动中间的中间反光镜绕x轴转动；当加载在第二压电陶瓷驱动器或第一压电陶瓷驱动器电压方向相同时，固定环或中间反光镜产生垂直x、y所在平面的垂直位移。

技术领域

本发明涉及一种微伺服平台结构，尤其涉及一种串联环扇形压电三维微伺服平台的结构。

背景技术

随着技术的迅速发展和进步，各领域对超精密定位技术提出了更多的挑战和要求，必须克服传统机械存在的冲击、摩擦、多环节传动损失等问题，实现整体化的结构设计和制造，达到轻量化、小型化、高集成的目的。因此，建立一种结构紧凑的压电驱动器驱动的微定位平台具有非常大的理论意义和现实意义。

MEMS微镜是作为一种微型光学调制器件，按驱动方式分类主要分为静电式、磁力式、电热式和压电式四种，基本原理是通过静电(或磁力或电热或压电)的作用，使微镜面发生转动或平动，从而改变输入光的传播方向或相位的一种精密器件。因其具有尺寸微小、结构简单、响应速度快、镜面定向精度高、单片集成化程度高等优点，广泛用于光通讯、光存储和光投影成像、光谱分析、天文学和视觉科学中的波前相差矫正等领域。

传统压电微定位平台多采用多条压电梁等方式驱动，该种方式不仅难以保证各压电梁制造的一致性，同时对压电微定位平台的控制提出了较高的要求，限制了设备的定位精度，并且在压电微定位平台旋转时，中间反光镜旋转轴并不一定穿过反光镜中心，为定位平台的使用带来了较大影响。

压电陶瓷梁作为微定位平台的驱动器，在整体的结构设计、理论分析模型、完整系统的搭建方面与传统精密定位技术具有本质性的区别。而压电梁驱动的微定位平台可以满足特定场合紧凑结构设计的目标，并且可以输出纳米级精度和分辨率的三维运动。压电梁驱动的微定位平台的这些优点使其成为超精密定位研究的重要组成部分，而且极大的推动了纳米级光学精密检测技术和生物医疗技术的跨越发展。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种结构紧凑、转动精度高的串联压电三维微伺服平台的结构。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种串联环扇形压电三维微伺服平台的结构，包括一个基体，所述的基体包括一个位于其中心位置的中间反光镜，在所述的中间反光镜的外侧设有两个对称设置的环扇形的第一压电梁基体，在所述的第一压电梁基体的外圈设有两个对称设置的环扇形的第二压电梁基体；在所述的第一压电梁基体和第二压电梁基体之间有固定环；在所述的第一压电梁基体的上表面和第二压电梁基体的上表面各黏贴有第一、第二压电陶瓷片；形成了两个第一压电陶瓷驱动器和两个第二压电陶瓷驱动器；两个第一压电陶瓷驱动器的中心对称线和两个第二压电陶瓷驱动器的中心对称线相互垂直；

在两个第二压电陶瓷驱动器加载相反电压时，对称的两个第二压电陶器驱动器弯曲方向相反，进而带动中间的固定环绕y轴转动；y轴穿过固定环中心；

在两个第一压电陶瓷驱动器加载相反电压时，对称的两个第一压电陶器驱动器弯曲方向相反，进而带动中间的中间反光镜绕x轴转动，x轴穿过反光镜中心；

当加载在第二压电陶瓷驱动器或第一压电陶瓷驱动器电压方向相同时，固定环或中间反光镜产生垂直x、y所在平面的垂直位移。

进一步的，所述中间反光镜、第一压电梁基体、第二压电梁基体和固定环，是由同一片不锈钢片基体线切割制作而成的一体件。