[發(fā)明專利]一種精密定位裝置及其工作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410206805.1
• 申請(qǐng)日: 2014-05-15
• 公開（公告）號(hào): CN104038099A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王寅;黃衛(wèi)清;周昇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): H02N2/02
• 分類號(hào): H02N2/02;H02N2/04
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種精密定位裝置，包括底座(12)及安裝于底座(12)上的若干個(gè)驅(qū)動(dòng)足，其特征在于：所述若干個(gè)驅(qū)動(dòng)足在底座(12)上安裝后形成有用來夾持固定待定位物體(13)的空間，所述每一個(gè)驅(qū)動(dòng)足包括與待定位物體(13)相點(diǎn)接觸的抱爪(1)，安裝于抱爪(1)下方的依次排列的第一柔性足(3)和第二柔性足(15)，安裝于第一柔性足(3)和第二柔性足(15)之間的且依次排列的第一支撐塊(4)、壓電陶瓷片(7)、上楔形墊塊(9)、下楔形墊塊(10)、半球墊塊(11)及第二支撐塊(16)，所述第一支撐塊(4)和第二支撐塊(16)上分別形成有一橫向方向延伸的第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和第二通孔中分別穿設(shè)有第一支撐軸(6)和第二支撐軸(18)，所述精密定位裝置還包括有卡簧(8)和彈性線圈(14)，所述卡簧(8)的兩端分別套設(shè)于所述第一支撐軸(6)和第二支撐軸(18)的外端面上用以控制壓電陶瓷片(7)的伸縮，所述彈性線圈(14)套設(shè)于所述若干個(gè)抱爪(1)的外圍進(jìn)而提高抱爪(1)和待定位物體(13)之間的摩擦力。

2.如權(quán)利要求1所述的精密定位裝置，其特征在于：所述抱爪(1)包括上下端面和四個(gè)側(cè)面，所述四個(gè)側(cè)面分別為相對(duì)的兩個(gè)半圓柱面和相對(duì)的兩個(gè)矩形平面，在其中一個(gè)矩形平面上加工有兩個(gè)半球形凹坑，所述凹坑中收容有與所述待定位物體(13)相點(diǎn)接觸的陶瓷球(2)，所述凹坑面的直徑與所述陶瓷球(2)的直徑相同。

3.如權(quán)利要求2所述的精密定位裝置，其特征在于：所述第一通孔的直徑與所述第一支撐軸(6)的直徑相同，所述第二通孔與所述第二支撐軸(18)的直徑相同，所述精密定位裝置還包括有安裝于所述第一支撐軸(6)的外端面上且位于拉簧(8)的上末端的外側(cè)的第一防松墊圈(5)及安裝在第二支撐軸(18)的外端面上且位于拉簧(8)的下末端的外側(cè)的第二防松墊圈(17)。

4.如權(quán)利要求3所述的精密定位裝置，其特征在于：所述第一柔性足(3)采用黃銅制成，所述第一柔性足(3)的兩端加工有外螺紋，所述抱爪(1)內(nèi)部加工有與所述第一柔性足(3)上端的外螺紋相配合的內(nèi)螺紋，所述第一支撐塊(4)的內(nèi)部加工有與所述第一柔性足(3)下端的外螺紋相配合的內(nèi)螺紋。

5.如權(quán)利要求4所述的精密定位裝置，其特征在于：所述第二柔性足(15)采用黃銅制成，所述第二柔性足(15)的兩端加工有外螺紋，所述第二支撐塊(16)的內(nèi)部加工有與所述第二柔性足(15)上端的外螺紋相配合的內(nèi)螺紋，所述底座(12)上加工有與所述第二柔性足(15)下端的外螺紋相配合的內(nèi)螺紋。

6.如權(quán)利要求5所述的精密定位裝置，其特征在于：所述拉簧(8)采用彈簧鋼制成，所述拉簧(8)由六個(gè)首尾相接的且直徑相同的圓環(huán)組成。

7.如權(quán)利要求6所述的精密定位裝置，其特征在于：所述第一防松墊圈(5)和第二防松墊圈(17)均為一個(gè)有缺口的圓環(huán)，所述帶有缺口的圓環(huán)的尺寸等于所述拉簧(8)上圓環(huán)的尺寸。

8.如權(quán)利要求7所述的精密定位裝置，其特征在于：所述上楔形墊塊(9)和下楔形墊塊(10)端面的斜面傾角為4°。

9.如權(quán)利要求8所述的精密定位裝置，其特征在于：所述半球墊塊(11)的上端面為半圓柱面，下端面為平面。

10.一種如權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的精密定位裝置，其特征在于工作方法如下：

1).外部控制電路板通過導(dǎo)線給壓電陶瓷片施加鋸齒波電信號(hào)，精密定位裝置開始工作；

2).當(dāng)電信號(hào)的電壓緩慢增大時(shí)，壓電陶瓷片緩慢伸長(zhǎng)，推動(dòng)抱爪向上移動(dòng)一個(gè)位移s，則被抱爪所夾持的物體也向上運(yùn)動(dòng)位移s；

3).當(dāng)電信號(hào)的電壓快速恢復(fù)到初始值時(shí)，壓電陶瓷片快速收縮，帶動(dòng)抱爪快速下降到初始位置，因?yàn)閼T性的作用，此時(shí)待定位物體保持不動(dòng)，則在這個(gè)工作周期內(nèi)，物體向上運(yùn)動(dòng)了位移s；

4).重復(fù)步驟1)至步驟3)的過程，則待定位物體繼續(xù)向上做單向間歇直線運(yùn)動(dòng)。