[发明专利]一种面向表面微小结构成型的三自由度精密操作装置及其激励方法

权利要求书

1.一种面向表面微小结构成型的三自由度精密操作装置，其特征在于：所述操作装置包括精密驱动机构(1)、压电微喷射器(2)、轨迹刻划组件(3)和成型目标面(4)；所述精密驱动机构(1)与成型目标面(4)固定连接，通过对精密驱动机构(1)的三自由度运动进行控制，实现成型目标面(4)的不同轨迹规划；所述压电微喷射器(2)与外围装置进行固定，能够满足多种类型材料的喷射需求；所述轨迹刻划组件(3)能够完成对成型目标面(4)的刻划，通过刻划的轨迹能够对压电微喷射器(2)喷射出的微滴进行引导扩散，以便在成型目标面(4)上实现表面微小结构成型；

所述压电微喷射器(2)包括腔体密封板(2-1)、压电换能器(2-2)、微喷腔体(2-3)、密封板连接组件(2-4)、喷射通道密封圈(2-5)、调控通道密封圈(2-6)、进液通道密封圈(2-7)、进液转接头(2-8)、换能器固定组件(2-9)、喷射通道弹性薄膜(2-10)和调控通道弹性薄膜(2-11)；所述腔体密封板(2-1)通过密封板连接组件(2-4)将喷射通道弹性薄膜(2-10)和调控通道弹性薄膜(2-11)压紧固定在微喷腔体(2-3)上，所述喷射通道密封圈(2-5)用于实现喷射通道弹性薄膜(2-10)和微喷腔体(2-3)的密封，所述调控通道密封圈(2-6)用于实现调控通道弹性薄膜(2-11)和微喷腔体(2-3)的密封；所述压电换能器(2-2)通过换能器固定组件(2-9)固定在腔体密封板(2-1)上；所述进液转接头(2-8)与微喷腔体(2-3)固定，外围储液腔中的液体能够通过进液转接头(2-8)进入微喷腔体(2-3)，所述进液通道密封圈(2-7)用于实现进液转接头(2-8)与微喷腔体(2-3)的密封。

2.根据权利要求1所述的操作装置，其特征在于：所述精密驱动机构(1)包括Y_惯性冲击振子(1-1)、-X_惯性冲击振子(1-2)、-Y_惯性冲击振子(1-3)、X_惯性冲击振子(1-4)和终端输出器(1-5)；所述Y_惯性冲击振子(1-1)与终端输出器(1-5)固定连接，所述-X_惯性冲击振子(1-2)与终端输出器(1-5)固定连接，所述-Y_惯性冲击振子(1-3)与终端输出器(1-5)固定连接，所述X_惯性冲击振子(1-4)和终端输出器(1-5)固定连接；所述Y_惯性冲击振子(1-1)与-Y_惯性冲击振子(1-3)关于终端输出器(1-5)沿Y轴方向对称布置，所述-X_惯性冲击振子(1-2)与X_惯性冲击振子(1-4)关于终端输出器(1-5)沿X轴方向对称布置。

3.根据权利要求2所述的操作装置，其特征在于：所述微喷腔体(2-3)设置有腔体安装孔(2-3-1)、腔体进液端口凹槽(2-3-2)、进液转接头限位平面(2-3-3)、锥形管道Ⅰ(2-3-4)、调控通道端口凹槽(2-3-5)、锥形管道Ⅱ(2-3-6)、喷射通道端口凹槽(2-3-7)、腔体喷射通道(2-3-8)、喷孔(2-3-9)、腔体调控通道(2-3-10)和腔体进液通道(2-3-11)；所述腔体安装孔(2-3-1)通过密封板连接组件(2-4)将腔体密封板(2-1)和微喷腔体(2-3)固定；所述腔体进液端口凹槽(2-3-2)用于放置进液通道密封圈(2-7)，用于实现进液转接头(2-8)和微喷腔体(2-3)的密封，所述进液转接头限位平面(2-3-3)用于限制进液转接头(2-8)与微喷腔体(2-3)的位置；所述锥形管道Ⅰ(2-3-4)用于实现腔体进液通道(2-3-11)中的液体流入腔体调控通道(2-3-10)中，所述锥形管道Ⅱ(2-3-6)用于实现腔体调控通道(2-3-10)中的液体流入腔体喷射通道(2-3-8)中；所述调控通道端口凹槽(2-3-5)用于放置调控通道密封圈(2-6)，实现调控通道弹性薄膜(2-11)与微喷腔体(2-3)的固定，所述喷射通道端口凹槽(2-3-7)用于放置喷射通道密封圈(2-5)，实现喷射通道弹性薄膜(2-10)与微喷腔体(2-3)的固定；所述喷孔(2-3-9)用于喷射液体，形成微滴并作用于成型目标面(4)上，实现表面微小结构成形。