[發明專利]多級精密定位壓電驅動器

有效

• 申請號: 201410407820.2
• 申請日: 2014-08-15
• 公開（公告）號: CN104270031B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 趙劍;高仁璟;解家男;魏巖;張瑩;徐金亭
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: H02N2/02
• 分類號: H02N2/02;H02N2/04
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司21212
• 代理人: 姜玉蓉,李洪福

1.一種多級精密定位壓電驅動器，其特征在于包括：基座(1)、驅動平臺(5)、設置在所述基座(1)和驅動平臺(5)之間的n個雙穩態單胞結構(2)、連接環(3)和連接柱(4)；其中n為大于零的整數；各所述雙穩態單胞結構(2)獨立驅動；

所述雙穩態單胞結構(2)包括：具有拱形結構或錐形結構的附著板(20)、分別鋪設在所述附著板(20)上下表面的上壓電材料層(21)和下壓電材料層(22)；當給上壓電材料層(21)和下壓電材料層(22)施加電壓載荷時，壓電材料變形使所述雙穩態單胞結構(2)跳轉至與未施加電壓電荷時不同的穩定狀態；

當n為奇數時，所述連接環(3)有個；第1個連接環(3)下側與基座(1)連接，上側與第1個雙穩態單胞結構(2)的附著板(20)連接；第個連接環(3)的兩側均與附著板(20)連接，所述個連接環(3)相互平行設置；所述連接柱(4)有個，第個連接柱(4)的兩端分別與相鄰連接環(3)上相向設置的雙穩態單胞結構(2)連接；第個連接柱(4)的上端與驅動平臺(5)連接，下端與第n個雙穩態單胞結構(2)連接；所述個連接柱(4)的軸心相互平行設置；

當n為偶數時，所述連接環(3)有個；個連接環(3)的兩側均與附著板(20)連接；個連接環(3)相互平行設置；所述連接柱(4)有個，第1個連接柱(4)的下端與基座(1)連接，上端與第1個雙穩態單胞結構(2)連接；第個連接柱(4)的上端與驅動平臺(5)連接，下端與第n個雙穩態單胞結構(2)連接；第個連接柱(4)的兩端分別與相鄰連接環(3)上相向設置的雙穩態單胞結構(2)連接；個連接柱(4)的軸心相互平行設置。

2.根據權利要求1所述的多級精密定位壓電驅動器，其特征在于所述上壓電材料層(21)和下壓電材料層(22)均由環向鋪設在所述附著板(20)靠近中心部的表面上的等厚度壓電材料構成。

3.根據權利要求1所述的多級精密定位壓電驅動器，其特征在于所述附著板(20)中心具有中空部(200)；所述連接柱(4)為筒狀結構，兩端具有與所述中空部(200)相適配的廣口部(40)；所述中空部(200)與所述廣口部(40)光滑對接。

4.根據權利要求1所述的多級精密定位壓電驅動器，其特征在于所述連接環(3)與所述附著板(20)的外側邊緣相互匹配且光滑連接。

5.根據權利要求1所述的多級精密定位壓電驅動器，其特征在于所述基座(1)與驅動平臺(5)平行設置。

6.根據權利要求1～5任一項所述的多級精密定位壓電驅動器，其特征在于所述n個雙穩態單胞結構(2)規格相同，即從一個穩定狀態跳轉至另一個穩定狀態行程相同，通過各所述雙穩態單胞結構(2)行程的疊加，所述壓電驅動器可實現n+1級定位。

7.根據權利要求1～5任一項所述的多級精密定位壓電驅動器，其特征在于所述n個雙穩態單胞結構(2)規格不同，且從一個穩定狀態跳轉至另一個穩定狀態行程不同，通過各所述雙穩態單胞結構(2)行程的疊加和組合，所述壓電驅動器最少能實現n+1級定位，最多能實現n！+1級定位。