[发明专利]一种平面直线位移驱动装置及其控制方法

权利要求书

1.一种平面直线位移驱动装置，其特征在于，包括支撑组件(1)、设置于所述支撑组件(1)上的大行程驱动机构(2)、与所述大行程驱动机构(2)的输出端相连的微位移驱动机构(3)、与所述微位移驱动机构(3)的输出端相连的载物台(4)；所述微位移驱动机构(3)为压电陶瓷驱动器，所述大行程驱动机构(2)包括扭矩输出器(201)、与所述扭矩输出器(201)的输出端相连并用于将其旋转运动转换为直线运动的传动组件(202)，且所述传动组件(202)和所述压电陶瓷驱动器的运动方向均为所述载物台(4)的轴向；

所述传动组件(202)包括与所述扭矩输出器(201)的输出端相连的减速部件(221)、与所述减速部件(221)的输出端相连的输出部件(222)；

所述减速部件(221)包括与所述扭矩输出器(201)的输出端相连的第一齿轮(2211)、与所述第一齿轮(2211)啮合传动的第二齿轮(2212)，所述第二齿轮(2212)的转轴与所述输出部件(222)相连，且所述第一齿轮(2211)与所述第二齿轮(2212)的传动比大于1；

所述输出部件(222)包括与所述第二齿轮(2212)的转轴相连的丝杆(2221)、套设于所述丝杆(2221)上并与其形成螺纹传动的螺帽(2222)；

所述大行程驱动机构(2)还包括与所述螺帽(2222)的外壁固定连接的移动支撑板(203)，且所述微位移驱动机构(3)立设于所述移动支撑板(203)的表面上；

还包括立设于所述支撑组件(1)表面上并沿周向分布的若干根导向柱(5)，各所述导向柱(5)的内壁上均开设有沿垂向延伸的滑槽，且所述移动支撑板(203)的外壁可滑动地设置于所述滑槽中；

所述移动支撑板(203)具体为双层夹板结构，且所述移动支撑板(203)的上层夹板与下层夹板之间通过垂向设置的连接板(204)连接成一体；所述连接板(204)的外壁上设置有用于与所述滑槽配合滑动的滑块(205)；所述微位移驱动机构(3)立设于所述上层夹板的表面上，所述螺帽(2222)的外壁固定连接在所述下层夹板的表面上。

2.根据权利要求1所述的平面直线位移驱动装置，其特征在于，各根所述导向柱(5)的底端之间连接有第一环板(206)，各根所述导向柱(5)的顶端之间连接有第二环板(207)，且所述第一环板(206)的内壁上设置有用于支撑所述丝杆(2221)一端的第一轴承座(208)，所述第二环板(207)的内壁上设置有用于支撑所述丝杆(2221)另一端的第二轴承座(209)。

3.根据权利要求2所述的平面直线位移驱动装置，其特征在于，所述支撑组件(1)的表面上还设置有用于固定所述扭矩输出器(201)的安装座(101)。

4.根据权利要求1-3任一项所述的平面直线位移驱动装置，其特征在于，还包括设置于所述支撑组件(1)的表面上、用于实时检测所述载物台(4)的位移量的位移传感器(6)。

5.一种平面直线位移驱动装置的控制方法，应用于如上述权利要求1-4任一项所述的平面直线位移驱动装置，其特征在于，包括：

对各压电陶瓷驱动器通电，并控制各所述压电陶瓷驱动器的驱动端移动至预设行程位置处；

根据预设的平行标定规则，判断载物台的工作面是否处于水平位置，若否，则对所述压电陶瓷驱动器进行解耦计算，并获得各个所述压电陶瓷驱动器的行程调整参数，再根据各个所述压电陶瓷驱动器的行程调整参数对各个所述压电陶瓷驱动器输出对应大小的调整电压，以使得所述载物台的工作面处于水平位置。

6.根据权利要求5所述的平面直线位移驱动装置的控制方法，其特征在于，还包括：

若所述载物台的工作面处于水平位置，则控制所述压电陶瓷驱动器的电压归零，并向大行程驱动机构发出运行指令，同时接收位移传感器的位移反馈值，判断所述载物台是否达到指定位置，当所述载物台到达指定位置时，锁定所述大行程驱动机构；

对各所述压电陶瓷驱动器输出预设电压，使其根据预设电压进行对应微位移量的伸缩，以使所述载物台的位移量达到预设精度。