[实用新型]纳米级精度压电驱动线性位移台

说明书

本实用新型公开了一种纳米级精度压电驱动线性位移台，其包括基体、滑轨、驱动座、柔性质量块、压电驱动单元、位置传感器单元和粘滑摩擦组件。柔性质量块和压电驱动单元之间通过球面触头和球形凹面相配合，具有自定位功能，能有效保证受力点不偏离，降低了对于加工精度和装配精度的要求，而且相对传统点接触或平面接触方式增大了接触面积，延长使用寿命；柔性质量块上的平板桥梁部具有弹性功能，能接受一定的形变，有效消除了安装误差对平面接触的影响。另外本实用新型的整体结构简单、紧凑，体积小巧，采用粘滑方式驱动滑轨，无上下摩擦，只存在粘滑运动中的单一摩擦，有效减小了动力损耗及对其他零部件要求，工作稳定性好，适用范围广。

技术领域

本实用新型涉及纳米级精度位移台技术领域，具体涉及一种纳米级精度压电驱动线性位移台。

背景技术

随着技术的不断发展与更新，微观尺寸上的精密操作需求日益增长，基于压电原理的纳米微驱技术因此得到了大力发展，目前已广泛运用到医学、科研、航天、生产制造等各个高精尖领域，为人类在微观领域上的实验研究以及产品制造提供了有力的技术支撑。

压电陶瓷驱动作为微观操作领域上的基本驱动方式，其利用的是压电陶瓷的逆压电效应，通过给压电陶瓷施加一个电场，使其在电场作用下产生一个微小的膨胀，其膨胀尺度通过精确控制电场可达亚纳米尺度，膨胀力大，响应快。相对于其他类跨尺度运动驱动方式，粘滑驱动的驱动控制及原理简单、方便，且具有高分辨率、大行程、结构简单、精确定位、负载大和易微型化等优点。

在目前，现有的粘滑驱动结构方式，其体积较大，部分结构相对复杂，在微型化方面还存在很大改善空间；此外，预紧调整方式也存在很大不同，一般存在上下摩擦，其预压接触面与摩擦件之间在工作时一般有相对滑动，对零部件的耐磨性产生了要求，对粘滑运动也产生了额外的功率损耗；而且在装配过程中并不能保证很好的贴合，容易形成点接触，故而在长时间使用过程中，摩擦面会出现磨损或凹坑，影响使用精度和寿命。

实用新型内容

针对上述不足，本实用新型的目的在于，提供一种结构设计巧妙、合理，配合效果好，工作精度高，使用寿命长的纳米级精度压电驱动线性位移台。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案是：一种纳米级精度压电驱动线性位移台，其包括基体、通过滑动组件活动设置在该基体上的滑轨、驱动座、柔性质量块、压电驱动单元、位置传感器单元和粘滑摩擦组件，所述驱动座设置在所述基体内，所述驱动座上设有装配腔，所述柔性质量块和压电驱动单元依次排列设置在装配腔内，该柔性质量块朝向压电驱动单元的侧面上设有球形凹面，并在所述压电驱动单元上设有能顶压在该球形凹面上的球面触头，通过该球面触头和球形凹面相配合，相对传统点接触或平面接触方式大大增大了接触面积，在压电驱动单元长时间工作下，使得柔性质量块不容易被球面触头在高频变作用力或微小撞击下产生微小凹坑，影响微观位移的稳定性，同时，球面贴合接触带有自定位功能，能有效的保证柔性铰链的受力点不偏离，提升工作精度。所述柔性质量块上设有与所述压电驱动单元的驱动方向相垂直的方形开槽，该方形开槽靠近球形凹面一侧设有方块凸起，从而形成两个平板柔性铰链；方形开槽是为了形成两个平板柔性铰链，该平板柔性铰链具有导向及弹性功能，为粘滑运动组成关键部位。方块凸起是为了增强后侧壁的结构强度，同时控制后侧壁上平板柔性铰链的长度。所述柔性质量块对应方形开槽的上方位置设有与所述压电驱动单元的驱动方向相一致的通槽使所述柔性质量块的顶部形成平板桥梁部，平板桥梁部具有弹性功能，能接受一定的形变，所述平板桥梁部通过粘滑摩擦组件与所述滑轨相连接，所述位置传感器单元设置在基体和滑轨之间位置。

作为本实用新型的一种改进，所述球面触头通过环氧树脂固定在所述压电驱动单元朝向所述柔性质量块的驱动面上，实现刚性连接，连接效果好。