[发明专利]一种平面直线位移驱动装置及其控制方法

说明书

本发明公开一种平面直线位移驱动装置，包括支撑组件、设置于所述支撑组件上的大行程驱动机构、与所述大行程驱动机构的输出端相连的微位移驱动机构、与所述微位移驱动机构的输出端相连的载物台；所述微位移驱动机构为压电陶瓷驱动器，所述大行程驱动机构包括扭矩输出器、与所述扭矩输出器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，且所述传动组件和所述压电陶瓷驱动器的运动方向均为所述载物台的轴向。本发明能够同时满足高精密工程的生产制造过程中对于工件位移的大行程和高精度位移控制要求，提高加工效率和加工精度。本发明还公开一种平面直线位移驱动装置的控制方法，其有益效果如上所述。

技术领域

本发明涉及驱动装置技术领域，特别涉及一种平面直线位移驱动装置。本发明还涉及一种平面直线位移驱动装置的控制方法。

背景技术

近年来，随着我国工业水平的不断提高，在国防工业、航天宇航技术、生物工程、微电子工程、纳米科学与技术等多种领域对超精密技术的需求日益迫切，精度的提高，意味着产品性能和质量大幅度地提高。具体的，微型机电系统的制造与检测、大规模集成电路的生产、超精密加工及其精密测量等等，都离不开超精密定位技术，超精密定位技术已成为精密工程领域的关键技术之一。

随着压电驱动技术的发展，在一定程度上缓解了高精度测量难题，但是压电材料驱动行程小，其最大行程只有几十微米，然而超精密技术的发展，要求进给系统能够实现大行程范围内的超精密微位移。同时，为了实现大行程的位移输出，需要借助不同工作原理的驱动位移装置，比如油缸或气缸等驱动部件，此类驱动位移装置的工作行程很大，可满足生产制造过程中的工件大行程位移需求，但此类驱动位移装置的位移量控制比较粗糙，无法精确控制工件的位移量，容易出现位移偏差，无法适用于高精密工程的生产制造。

因此，如何同时满足高精密工程的生产制造过程中对于工件位移的大行程和高精度位移控制要求，提高加工效率和加工精度，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种平面直线位移驱动装置，能够同时满足高精密工程的生产制造过程中对于工件位移的大行程和高精度位移控制要求，提高加工效率和加工精度。本发明的另一目的是提供一种平面直线位移驱动装置的控制方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种平面直线位移驱动装置，包括支撑组件、设置于所述支撑组件上的大行程驱动机构、与所述大行程驱动机构的输出端相连的微位移驱动机构、与所述微位移驱动机构的输出端相连的载物台；所述微位移驱动机构为压电陶瓷驱动器，所述大行程驱动机构包括扭矩输出器、与所述扭矩输出器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，且所述传动组件和所述压电陶瓷驱动器的运动方向均为所述载物台的轴向。

优选地，所述传动组件包括与所述扭矩输出器的输出端相连的减速部件、与所述减速部件的输出端相连的输出部件。

优选地，所述减速部件包括与所述扭矩输出器的输出端相连的第一齿轮、与所述第一齿轮啮合传动的第二齿轮，所述第二齿轮的转轴与所述输出部件相连，且所述第一齿轮与所述第二齿轮的传动比大于1。

优选地，所述输出部件包括与所述第二齿轮的转轴相连的丝杆、套设于所述丝杆上并与其形成螺纹传动的螺帽。

优选地，所述大行程驱动机构还包括与所述螺帽的外壁固定连接的移动支撑板，且所述微位移驱动机构立设于所述移动支撑板的表面上。

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

优选地，所述移动支撑板具体为双层夹板结构，且所述移动支撑板的上层夹板与下层夹板之间通过垂向设置的连接板连接成一体；所述连接板的外壁上设置有用于与所述滑槽配合滑动的滑块。