[發明專利]一種上下預緊式粘滑驅動跨尺度精密運動平臺

有效

• 申請號: 201310617608.4
• 申請日: 2013-11-27
• 公開（公告）號: CN103618473A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 鐘博文;王振華;金子祺;錢哲;李宗偉;孫立寧
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: H02N2/02
• 分類號: H02N2/02;H02N2/04
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 常亮

技術領域

本發明屬于精密運動技術領域，具體涉及了一種底部預緊式粘滑驅動跨尺度精密運動平臺。

背景技術

具有納米級運動分辨率，又具有毫米級運動行程的跨尺度精密運動技術是目前微驅動領域中的關鍵技術。由于粘滑驅動相對于其他類跨尺度運動驅動方式的驅動原理簡單、方便、控制簡單，且具有運動范圍大、分辨率高、結構簡單、易微小化和精確定位等優點，因此粘滑驅動是目前出現的跨尺度驅動中應用較多的一種方式。粘滑驅動的工作原理主要是以摩擦力作為驅動源，利用粘滑效應實現被驅動體的微小移動，具體地，被驅動體依靠鋸齒形電壓激勵壓電振子的不對稱振動所形成的動靜摩擦力之間的差異來最終實現跨尺度精密運動。而在粘滑驅動中，摩擦力的預緊調整是其中尤為關鍵的環節。

目前根據摩擦力的預緊結構和調整方式的不同，粘滑驅動跨尺度精密運動平臺主要有永磁預緊式粘滑驅動跨尺度精密運動平臺、機械公差配合式粘滑驅動跨尺度精密運動平臺以及上下彈簧預緊式粘滑驅動跨尺度精密運動平臺等。其中，永磁預緊式粘滑驅動跨尺度精密運動平臺，相關的公開技術有公開號為WO2004077584A1、US2005284817A1等專利，其工作原理主要是利用三條壓電晶體驅動腿來進行運動平臺的支撐，依靠雙圓柱體并列方式進行導向，其中摩擦預緊力的調整主要依靠在基座上安裝永磁體，而運動輸出平臺同樣采用磁體材料，通過磁體之間的磁吸力將壓電晶體驅動腿的運動傳遞給運動平臺，從而實現粘滑驅動跨尺度精密運動。其中，機械公差配合式粘滑驅動跨尺度精密運動平臺，相關的公開技術有公開號為WO2008/052785A1、WO2007/022764A1、DE102006052175A1等專利，其工作原理主要是利用摩擦振子與被驅動平臺之間的機械公差配合來實現摩擦力的預緊，通常在摩擦振子與被驅動平臺之間并沒有額外的摩擦力調整機構，其配合面既實現摩擦的傳遞，也實現導向，其摩擦力的實現主要是依靠摩擦面介質的調整和機械配合公差的調整，來實現將摩擦振子的運動傳遞給運動平臺。而上下彈簧預緊式粘滑驅動跨尺度精密運動平臺，相關的公開技術有公開號或專利號為WO2009043421A1、US6940210B2、US7579752B2、US20080148589A1等專利，其工作原理主要是將運動平臺分為上下兩部分，通過拉力彈簧來實現上下部分與摩擦振子之間摩擦力的調整，拉力彈簧通過螺紋結構進行預緊力的調整，導向是依靠菱形摩擦面來實現，其摩擦預緊力的調整范圍較小，較難適應摩擦界面的微小差異。

上述三種粘滑驅動跨尺度精密運動平臺雖然在摩擦力的預緊結構和調整方式上有所不同，但其共同點為摩擦力的預緊結構和調整方式均設置地過為復雜，均會導致粘滑摩擦振子和運動平臺之間接觸界面的摩擦力調整受限，摩擦力調整范圍較小，對摩擦界面的加工精度要求較高，進而導致對粘滑驅動平臺的加工和裝配精度要求較高，最終影響跨尺度精密運動平臺的運動精度和一致性，因此這些現有技術在確保跨尺度精密運動平臺批量化生產時的一致性上存在制作工藝復雜和制造成本高等技術難題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種底部預緊式粘滑驅動跨尺度精密運動平臺，極大簡化了運動平臺預緊力的調整方式，便于加工和裝配，進而有效提高了粘滑驅動跨尺度精密運動平臺的輸出性能，可簡單有效確保粘滑驅動跨尺度精密運動平臺的運動精度和一致性，適合批量生產化。

為了實現上述目的，本發明提供的技術方案如下：

一種上下預緊式粘滑驅動跨尺度精密運動平臺，包括，

底盤；

基座，所述基座設置于所述底盤上方；

摩擦振子，所述的摩擦振子安裝在所述的基座上；

振子驅動源，所述的振子驅動源安裝在所述的摩擦振子與所述的基座之間，向摩擦振子提供驅動力；

滑塊，設置于所述的摩擦振子上方，且與摩擦振子相互接觸產生摩擦力；

所述的滑塊與所述的底盤之間設有提供預緊力的預緊力調整結構，所述的預緊力調整結構包括提供所述預緊力的調整螺釘，所述調整螺釘貫穿所述滑塊和所述基座并與所述底盤連接，通過調節所述調整螺釘與所述底盤的螺紋接合長度，可以調節所述預緊力大小。

優選地，所述調整螺釘的數量為兩個，且以所述摩擦振子為中心分別設置于所述運動平臺的兩側。

優選地，所述底盤為S型柔性底盤，所述S型柔性底盤的橫截面呈凹形，所述S型柔性底盤的兩端向上突出形成側翼，所述側翼上分別設置有螺紋孔，所述兩個側翼之間的平臺形成與所述基座接觸的接觸面，所述平臺與所述兩個側翼之間分別設置有S型柔性鉸鏈。