[發(fā)明專利]高分辨率微機(jī)電測微游標(biāo)尺

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310399640.X
• 申請日: 2013-09-05
• 公開（公告）號: CN103424064A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李偉華;王雷;張曉強(qiáng);張璐;周再發(fā)
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: G01B7/00
• 分類號: G01B7/00;G01B7/14;B81B7/02
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務(wù)所 32250
• 代理人: 王斌

1.一種高分辨率微機(jī)電測微游標(biāo)尺，該游標(biāo)尺結(jié)構(gòu)由一維移動(dòng)測量游標(biāo)尺、用于移動(dòng)量放大的杠桿機(jī)構(gòu)、相對型電熱執(zhí)行器以及及連接以上三部分的若干梁組成，其特征在于，所述的一維移動(dòng)測量游標(biāo)尺（102）由左右兩部分組成，其左半部分包括多個(gè)相同并順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度的“T”型結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)后的“T”型結(jié)構(gòu)由水平矩形（102-1）和與其垂直的豎直矩形（102-2）構(gòu)成；各個(gè)“T”型結(jié)構(gòu)的水平矩形（102-1）與直梁（102-3）垂直連接，“T”?型結(jié)構(gòu)的豎直矩形（102-2）的兩條長邊是對準(zhǔn)用的基線，其中，右側(cè)長邊為A基線，左邊長邊為B基線，所有“T”?型結(jié)構(gòu)的尺寸完全相同，所有A基線在一條直線上，B基線在另一條直線上；

其中，所述的一維移動(dòng)測量游標(biāo)尺（102）的右半部分由梳齒結(jié)構(gòu)和位于齒上的“凸”型結(jié)構(gòu)構(gòu)成，梳齒結(jié)構(gòu)由錨區(qū)（102-4）和垂直連接到錨區(qū)（102-4）的若干齒（102-11）構(gòu)成，在齒（102-11）上與“T”型結(jié)構(gòu)相鄰的一邊設(shè)計(jì)有“凸”型結(jié)構(gòu)（102-5～102-10），所述“凸”型結(jié)構(gòu)的個(gè)數(shù)等于齒（102-11）的個(gè)數(shù)減1后乘以2，自下而上地任何兩個(gè)上下相鄰的“凸”型結(jié)構(gòu)，上面的“凸”型結(jié)構(gòu)比下面的“凸”型結(jié)構(gòu)向右平移2△，所述“凸”型結(jié)構(gòu)上與齒垂直的4條直線是另一組對準(zhǔn)基線，其中，最左邊的為C1對準(zhǔn)基線，向右依次為C2、C3、C4對準(zhǔn)基線，C1、C2基線間距以及C3、C4基線間距均等于[（“凸”型個(gè)數(shù)×2-1）×△]，其中所述△為游標(biāo)的最小分辨單位；

所述的一維移動(dòng)測量游標(biāo)尺的齒（102-11）和“T”型結(jié)構(gòu)間隔排列，其中右半部分的錨區(qū)（102-4）與左半部分的直梁（102-3）平行，右半部分的齒（102-11）與左半部分“T”型結(jié)構(gòu)的底部部分所對應(yīng)的水平矩形（102-1）平行；

所述杠桿機(jī)構(gòu)由兩個(gè)上下相對放置的杠桿（103）組成，每個(gè)杠桿包括：固定在襯底上的錨區(qū)（103-1）；直梁（103-3）；連接錨區(qū)（103-1）和直梁（103-3）的細(xì)梁（103-2），所述細(xì)梁（103-2）是杠桿的支點(diǎn)，該支點(diǎn)將直梁（103-3）分割為長臂和短臂，設(shè)置在上面的杠桿，長臂在上，短臂在下，設(shè)置在下面的杠桿，長臂在下，短臂在上；

所述相對型電熱執(zhí)行器由上下兩個(gè)橫向運(yùn)動(dòng)電熱執(zhí)行器（101）并通過兩個(gè)水平直梁（108，109）和豎直寬梁（110）連接而成，橫向運(yùn)動(dòng)電熱執(zhí)行器（101）由錨區(qū)（101-1,101-2）、細(xì)梁（101-3，101-6）、連接梁（101-4）、寬梁（101-5）相互連接組成，在豎直直梁（110）的水平中心線位置左側(cè)有一組作為測微探針的直梁，該直梁由水平直梁（106）和細(xì)直梁（107）連接而成；

所述高分辨率微機(jī)電測微游標(biāo)尺各組成部分的連接關(guān)系如下：相對型電熱執(zhí)行器（101）中的兩根水平直梁（108、109）分別延伸連接到上下兩個(gè)杠桿（103-3）的短臂末端，在上下兩個(gè)杠桿（103-3）的長臂末端分別有一根水平短梁（104、105）連接到一維移動(dòng)測量游標(biāo)尺（102）的左半部分直梁（102-3）；

整個(gè)結(jié)構(gòu)除固定在襯底上的錨區(qū)外全部懸浮于襯底之上，共有7個(gè)錨區(qū)，分別是：位于一維移動(dòng)測量游標(biāo)尺右半部分的錨區(qū)（102-4）；2個(gè)位于杠桿支點(diǎn)處的錨區(qū)（103-1）；4個(gè)相對型電熱執(zhí)行器中的錨區(qū)（101-1、101-2）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分辨率微機(jī)電測微游標(biāo)尺，其特征在于：所述A基線與最下邊的“凸”型結(jié)構(gòu)（102-10）的C3對準(zhǔn)基線對齊，所述A基線與B基線的間距比C2、C4或C1、C3的間距大1△。