[发明专利]一种惯性粘滑驱动跨尺度精密运动平台

说明书

本发明公开了一种惯性粘滑驱动跨尺度精密运动平台，包括惯性组件、压电陶瓷、运动组件和弹性形变组件，惯性组件包括惯性传动部件和与惯性传动部件相连接的摩擦部件，压电陶瓷具有相对设置的第一端和第二端，压电陶瓷的第一端与惯性传动部件相连接，压电陶瓷的第二端与运动组件相连接，弹性形变组件包括相对设置的弹性形变组件第一端和弹性形变组件第二端，弹性形变组件第一端与运动组件相接触，弹性形变组件第二端与惯性传动部件相接触，惯性组件的摩擦部件包括磁性摩擦底面和沿磁性摩擦底面纵向方向设置于摩擦部件底部的非磁性滑动件。该精密运动平台结构简单，制作工艺简单，制造成本较低，可实现跨尺度的精密定位，且可实现爬坡式运动。

技术领域

本发明涉及一种惯性粘滑驱动跨尺度精密运动平台，属于微位移领域。

背景技术

随着微/纳米技术的快速发展,在光学工程、微电子制造、航空航天技术、超精密机械制造、微机器人操作、生物医学及遗传工程等技术领域的研究都迫切需要亚/微米级、微/纳米级的超精密驱动机构。

具有微米级运动分辨率，又具有毫米级运动行程的跨尺度精密运动技术是目前微驱动领域中的关键技术。惯性粘滑驱动相对于其它类跨尺度运动驱动方式，驱动原理简单、方便、控制简单，且具有运动范围大、分辨率高、结构简单、易微小化和精确定位等优点，因此惯性粘滑驱动是目前出现的跨尺度驱动中应用较多的一种方式。惯性粘滑驱动的工作原理主要是以摩擦力作为驱动源，利用粘滑效应实现被驱动体的微小移动。近年来，把压电陶瓷作为驱动源的微驱动技术渐渐兴起，压电陶瓷具备许多优良的特性，如体积小、频响高、发热少、输出力大、无噪声、性能稳定等，充分满足微纳精密定位的要求。

通常基于压电陶瓷的精密驱动装置主要有直接驱动式、杠杆放大式、椭圆放大式及菱形放大式和尺蠖式精密定位平台，然而以上前三种精密定位平台的位移都限制在几百微米以内，不能够实现跨尺度的精密定位，而尺蠖式精密定位平台结构较为复杂，从而导致制作工艺复杂、制造成本较高，且不易实现爬坡式运动。

发明内容

本发明的目的在于提供一种惯性粘滑驱动跨尺度精密运动平台，该惯性粘滑驱动跨尺度精密运动平台结构简单，制作工艺简单，制造成本较低，可实现跨尺度的精密定位，且该精密运动平台可实现爬坡式运动。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种惯性粘滑驱动跨尺度精密运动平台，包括惯性组件、压电陶瓷、运动组件和弹性形变组件，所述惯性组件包括惯性传动部件和与所述惯性传动部件相连接的摩擦部件，所述压电陶瓷具有相对设置的第一端和第二端，所述压电陶瓷的第一端与所述惯性传动部件相连接，所述压电陶瓷的第二端与所述运动组件相连接，所述弹性形变组件包括相对设置的弹性形变组件第一端和弹性形变组件第二端，所述弹性形变组件第一端与所述运动组件相接触，所述弹性形变组件第二端与所述惯性传动部件相接触，所述惯性组件的摩擦部件包括磁性摩擦底面和沿所述磁性摩擦底面纵向方向设置于摩擦部件底部的非磁性滑动件。

进一步地，所述运动组件为圆筒状，所述压电陶瓷和所述惯性传动部件位于所述运动组件的圆筒内。圆筒状的设置可对压电陶瓷和惯性传动部件起保护作用。

进一步地，所述运动组件包括分别位于圆筒两端的运动传动部件和运动输出部件，所述运动传动部件与所述压电陶瓷的第二端相连接，所述运动输出部件与所述弹性形变组件第一端相接触。

进一步地，所述惯性传动部件和所述摩擦部件通过惯性输出部件相连接。

进一步地，所述惯性传动部件通过连接件与所述惯性输出部件连接，所述运动输出部件穿设有圆孔，所述连接件穿过所述圆孔设置，所述连接件与所述圆孔的孔壁不接触。

进一步地，所述连接件为圆柱状连接件。

进一步地，所述惯性输出部件的截面呈倒T形。