[发明专利]一种二维压电对称驱动微纳定位平台

说明书

本发明提供了一种二维压电对称驱动微纳定位平台，包括：X方向驱动单元、Y方向驱动单元和连接组件；所述X方向驱动单元和所述Y方向驱动单元通过所述连接组件在竖直方向连接；所述X方向驱动单元包括：工作平台和两个第一桥式位移放大机构，两个所述第一桥式位移放大机构对称串联设置在所述工作平台的两端；所述Y方向驱动单元包括：连接梁和两个第二桥式位移放大机构，两个所述第二桥式位移放大机构对称串联设置在所述连接梁的两端；所述工作平台和所述连接梁平行正交。本发明克服了传统压电作动器输出位移曲线不对称的现象，解决了传统的作动器只能依赖结构的弹性完成回程位移的缺点，提高了执行器的定位精度。

技术领域

本发明涉及压电驱动技术领域，尤其是涉及一种二维压电对称驱动微纳定位平台。

背景技术

传统的压电定位平台的驱动部分可以概括为以下三种：1.无放大机构，由压电叠堆直驱、2.杠杆式放大机构、3.以桥式机构为代表的对称放大机构。其中压电叠堆直驱型的驱动行程较小；杠杆式机构在在作动过程中，产生非作动方向的误差位移，导致驱动目标发生偏转；以桥式机构为代表的对称放大机构虽然无以上不足，但依然存在输出位移与回程位移不对称的现象，具体表现为作动过程中，输出位移通过压电叠堆主动驱动实现，回程位移只能依赖柔性机构的弹性恢复实现。

因此，急需一种大行程、无非作动方向误差位移、双向对称输出的压电定位平台。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二维压电对称驱动微纳定位平台，克服传统压电作动器输出位移曲线不对称的现象，平面二自由度上的输出位移和回程位移均由压电叠堆驱动，解决传统的作动器只能依赖结构的弹性完成回程位移的缺点，提高执行器的定位精度。

本发明提供一种二维压电对称驱动微纳定位平台，包括：X方向驱动单元、Y方向驱动单元和连接组件；所述X方向驱动单元和所述Y方向驱动单元通过连接组件在竖直方向连接；

所述X方向驱动单元包括：工作平台和两个第一桥式位移放大机构，两个所述第一桥式位移放大机构对称串联设置在所述工作平台的两端；

所述Y方向驱动单元包括：连接梁和两个第二桥式位移放大机构，两个所述第二桥式位移放大机构对称串联设置在所述连接梁的两端；

所述工作平台和所述连接梁平行正交。

进一步，所述第一桥式位移放大机构包括：压电叠堆、两个弹性梁和第一连接孔；所述两个弹性梁对称设置在所述压电叠堆的两侧；所述工作平台与其中一个所述弹性梁连接，所述第一连接孔设置在另一个所述弹性梁的一侧。

进一步，所述第一桥式位移放大机构还包括调整螺栓，所述调整螺栓与所述压电叠堆的一端连接。

进一步，所述第二桥式位移放大机构包括：压电叠堆、两个弹性梁和固定孔；所述两个弹性梁对称设置在所述压电叠堆的两侧；所述连接梁与其中一个所述弹性梁连接，所述固定孔设置在另一个所述弹性梁的一侧。

进一步，所述第二桥式位移放大机构还包括调整螺栓，所述调整螺栓与所述压电叠堆的一端连接。

进一步，所述固定孔通过螺栓与基座固定连接。

进一步，所述连接梁的两端分别设置有一个第二连接孔。

进一步，所述连接组件为螺栓，所述螺栓先后穿过所述第一连接孔和所述第二连接孔。

进一步，所述压电叠堆的最大自由伸长行程是20μm。

进一步，所述X方向驱动单元和所述Y方向驱动单元采用金属制成。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1.X方向驱动单元和Y方向驱动单元在竖直方向叠加连接，形成了上、下两层的结构，使整个装置的结构更加紧凑；