[发明专利]一种微位移驱动机构

说明书

本发明公开了一种微位移驱动机构，包括框架以及设置在所述框架中的第一柔性铰链机构和第二柔性铰链机构，所述第一柔性铰链机构的第一端固定连接在所述框架上、第二端可拆卸固定连接在所述框架上，所述第二柔性铰链机构位于所述第一柔性铰链机构下方且固定连接在所述框架上，第一驱动器的上端相对所述框架固定、下端接触所述第一柔性铰链机构，第二驱动器的上端相对所述第一柔性铰链机构固定、下端接触所述第二柔性铰链机构，所述第二柔性铰链机构下侧与刀具相连。上述微位移驱动机构能够实现多种位移输出方式，满足了高频率、高速度和高精度的加工要求，灵活控制输出方式，满足了不同加工方式的需求。

技术领域

本发明涉及超精密加工技术领域，特别涉及一种微位移驱动机构。

背景技术

微位移输出机构被广泛用于超精密加工领域，具有高频响、高精度等特点，微位移输出机构与金刚石刀具结合广泛应用于切削、磨削、微冲压等超精密加工中，用来加工各种微结构，在加工复杂型面的密集阵列微结构零件上具有特别的优势，是一种非常有效的超精密加工方式。

压电陶瓷和柔性铰链相互配合是微位移输出机构的主要类型之一，压电陶瓷受电压激发产生位移，位移作用于柔性铰链之上使刀具产生进给，当激励电压消失时，压电陶瓷作用力消失，柔性铰链迅速回弹，完成一次快速进给。压电陶瓷具有响应快、输出能力强、应变力大、功率密度高的优点。但是由于压电陶瓷本身材料性质的限制，压电陶瓷的进给量不大，因此，如何能够提供一种具有多种微位移输出方式并可针对不同使用场合灵活选择以满足多种加工需求的微位移驱动机构是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种微位移驱动机构，通过利用第一柔性铰链机构的杠杆放大原理和第二柔性铰链机构，以实现柔性铰链机构的单一位移输出方式或叠加位移输出方式，实现了高频率、高速度、高精度和灵活控制输出方式的加工要求，满足了不同加工方式的需求。

为实现上述目的，本发明提供一种微位移驱动机构，包括框架以及横向设置在所述框架中的第一柔性铰链机构和第二柔性铰链机构，所述第一柔性铰链机构的第一端固定连接在所述框架上、第二端可拆卸固定连接在所述框架上，所述第二柔性铰链机构位于所述第一柔性铰链机构下方且固定连接在所述框架上，第一驱动器的上端相对所述框架固定、下端接触所述第一柔性铰链机构，第二驱动器的上端相对所述第一柔性铰链机构固定、下端接触所述第二柔性铰链机构，所述第二驱动器的竖直轴线位于所述第一驱动器的竖直轴线与所述第一柔性铰链机构的第二端之间，所述第二柔性铰链机构的下侧设有用以实现位移输出的刀具。

优选地，所述第一柔性铰链机构包括竖向延伸的固定连块和横向延伸的动态连杆，所述动态连杆包括连接端和自由端，所述固定连块和所述动态连杆的连接端之间设有柔性铰链，所述固定连块与所述框架固定连接。

优选地，还包括相对所述框架固定的用于供限位滑块滑动的限位滑块导轨，所述限位滑块设有可供所述动态连杆的自由端贴合的槽口以实现所述第一柔性铰链机构第二端的可拆卸固定连接。

优选地，所述动态连杆上设有半球状的第一限位槽，所述第一限位槽的凹槽半径大于所述第一驱动器的底端半径。

优选地，所述第二柔性铰链机构包括上下平行设置的设有柔性铰链的横向延伸段和设于所述横向延伸段之间、用以实现所述第二驱动器向所述刀具传递进给位移的动块。

优选地，两个所述横向延伸段上分别均匀设置四处圆弧半径大小相同的所述柔性铰链。

优选地，所述第二柔性铰链机构还包括左右平行设置的用以实现与所述横向延伸段连接的柔性铰链紧固块，所述第二柔性铰链机构一体化设置，所述动块位于中心对称线上。

优选地，所述第二柔性铰链机构下侧设有相对固定的刀座，所述刀具在所述刀座中固定连接。

优选地，所述第一驱动器具体为第一压电陶瓷驱动器，所述第二驱动器具体为第二压电陶瓷驱动器。