[发明专利]一种基于柔性铰链的并联两自由度纳米位移定位平台

权利要求书

1.一种纳米位移定位平台，其特征在于，包括两个分别沿X轴和Y轴设置的驱动系统、运动平台、并联铰链和固定平台；

每个所述驱动系统包括压电陶瓷、连接块、杠杆、预紧弹簧、推杆和多个连接铰链；所述压电陶瓷一端固定在所述固定平台上，另一端与所述连接块相连；所述杠杆连接在所述连接块和所述预紧弹簧之间，所述连接块通过其中一个所述连接铰链与所述杠杆相连，所述预紧弹簧一端固定在所述固定平台上，另一端与所述杠杆相连，所述杠杆通过其中另一个所述连接铰链与所述固定平台相连；所述推杆通过设置在所述推杆两端的两个所述连接铰链分别与所述杠杆和所述运动平台相连；

所述运动平台通过所述并联铰链与所述固定平台相连；

所述压电陶瓷伸长时，作用力通过所述连接块、所述杠杆和所述推杆传递至所述运动平台，驱动所述运动平台沿轴向正方向运动，同时所述预紧弹簧被压缩；所述压电陶瓷缩短时，所述预紧弹簧对所述杠杆提供恢复力，驱动所述运动平台沿轴向反方向运动。

2.根据权利要求1所述的纳米位移定位平台，其特征在于，所述并联铰链与所述运动平台的四角相连，所述运动平台运动时，所述并联铰链沿铰链较短方向发生形变，沿铰链较长方向进行力的传递，实现所述并联铰链对XY方向上的运动导向和解耦。

3.根据权利要求1所述的纳米位移定位平台，其特征在于，所述推杆受到垂直于推杆轴向方向的力作用时，所述连接铰链沿铰链较短方向发生形变，所述推杆受到沿推杆轴线方向的力时，所述连接铰链沿铰链较长方向进行力的传递，实现所述连接铰链对非轴线方向的运动解耦。

4.根据权利要求1所述的纳米位移定位平台，其特征在于，所述杠杆为L形结构，包括短臂和长臂，所述短臂连接在所述预紧弹簧和所述连接块之间，所述推杆与所述长臂相连，所述压电陶瓷通过所述连接块对所述短臂施加作用力，同时所述长臂对所述推杆施加作用力。

5.根据权利要求4所述的纳米位移定位平台，其特征在于，所述压电陶瓷对所述杠杆的所述短臂的作用力的方向与所述杠杆对所述推杆的作用力的方向相垂直，所述杠杆对所述推杆的作用力的力臂大于所述压电陶瓷对所述杠杆的作用力的力臂。

6.根据权利要求1所述的纳米位移定位平台，其特征在于，所述预紧弹簧通过旋紧螺母实现预紧，同时通过所述杠杆和所述连接块，对所述压电陶瓷提供预紧力。

7.根据权利要求1所述的纳米位移定位平台，其特征在于，设置在所述推杆两端的两个所述连接铰链的中心线与所述运动平台沿轴向的中心线在XY平面上的投影共线；同时连接所述连接块与所述杠杆的连接铰链的中心线与所述压电陶瓷的中心线在XY平面上的投影共线。

8.根据权利要求1所述的纳米位移定位平台，其特征在于，所述固定平台包括固定平台本体和位移检测系统，所述位移检测系统固定在所述固定平台本体上，所述位移检测系统与所述运动平台之间留有间隙；当所述运动平台运动时，所述运动平台与所述位移检测系统的距离发生变化，通过所述位移检测系统得出所述运动平台的位移值。

9.根据权利要求1所述的纳米位移定位平台，其特征在于，所述固定平台包括固定平台本体和安装定位孔座，所述安装定位孔座通过两个平行的铰链与所述固定平台本体相连，通过所述安装定位孔的中心作一条与铰链垂直的直线，所述直线穿过所述运动平台的中心。