[發明專利]一種慣性粘滑驅動跨尺度精密運動平臺

有效

• 申請號: 201810889363.3
• 申請日: 2018-08-07
• 公開（公告）號: CN109039146B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 鐘博文;朱杰;孫立寧;王振華
• 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: 蘇州謹和知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32295
• 代理人: 葉棟

本發明公開了一種慣性粘滑驅動跨尺度精密運動平臺，包括慣性組件、壓電陶瓷、運動組件和彈性形變組件，慣性組件包括慣性傳動部件和與慣性傳動部件相連接的摩擦部件，壓電陶瓷具有相對設置的第一端和第二端，壓電陶瓷的第一端與慣性傳動部件相連接，壓電陶瓷的第二端與運動組件相連接，彈性形變組件包括相對設置的彈性形變組件第一端和彈性形變組件第二端，彈性形變組件第一端與運動組件相接觸，彈性形變組件第二端與慣性傳動部件相接觸，慣性組件的摩擦部件包括磁性摩擦底面和沿磁性摩擦底面縱向方向設置于摩擦部件底部的非磁性滑動件。該精密運動平臺結構簡單，制作工藝簡單，制造成本較低，可實現跨尺度的精密定位，且可實現爬坡式運動。

技術領域

本發明涉及一種慣性粘滑驅動跨尺度精密運動平臺，屬于微位移領域。

背景技術

隨著微/納米技術的快速發展,在光學工程、微電子制造、航空航天技術、超精密機械制造、微機器人操作、生物醫學及遺傳工程等技術領域的研究都迫切需要亞/微米級、微/納米級的超精密驅動機構。

具有微米級運動分辨率，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。慣性粘滑驅動相對于其它類跨尺度運動驅動方式，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，因此慣性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。慣性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。近年來，把壓電陶瓷作為驅動源的微驅動技術漸漸興起，壓電陶瓷具備許多優良的特性，如體積小、頻響高、發熱少、輸出力大、無噪聲、性能穩定等，充分滿足微納精密定位的要求。

通?；趬弘娞沾傻木茯寗友b置主要有直接驅動式、杠桿放大式、橢圓放大式及菱形放大式和尺蠖式精密定位平臺，然而以上前三種精密定位平臺的位移都限制在幾百微米以內，不能夠實現跨尺度的精密定位，而尺蠖式精密定位平臺結構較為復雜，從而導致制作工藝復雜、制造成本較高，且不易實現爬坡式運動。

發明內容

本發明的目的在于提供一種慣性粘滑驅動跨尺度精密運動平臺，該慣性粘滑驅動跨尺度精密運動平臺結構簡單，制作工藝簡單，制造成本較低，可實現跨尺度的精密定位，且該精密運動平臺可實現爬坡式運動。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種慣性粘滑驅動跨尺度精密運動平臺，包括慣性組件、壓電陶瓷、運動組件和彈性形變組件，所述慣性組件包括慣性傳動部件和與所述慣性傳動部件相連接的摩擦部件，所述壓電陶瓷具有相對設置的第一端和第二端，所述壓電陶瓷的第一端與所述慣性傳動部件相連接，所述壓電陶瓷的第二端與所述運動組件相連接，所述彈性形變組件包括相對設置的彈性形變組件第一端和彈性形變組件第二端，所述彈性形變組件第一端與所述運動組件相接觸，所述彈性形變組件第二端與所述慣性傳動部件相接觸，所述慣性組件的摩擦部件包括磁性摩擦底面和沿所述磁性摩擦底面縱向方向設置于摩擦部件底部的非磁性滑動件。

進一步地，所述運動組件為圓筒狀，所述壓電陶瓷和所述慣性傳動部件位于所述運動組件的圓筒內。圓筒狀的設置可對壓電陶瓷和慣性傳動部件起保護作用。

進一步地，所述運動組件包括分別位于圓筒兩端的運動傳動部件和運動輸出部件，所述運動傳動部件與所述壓電陶瓷的第二端相連接，所述運動輸出部件與所述彈性形變組件第一端相接觸。

進一步地，所述慣性傳動部件和所述摩擦部件通過慣性輸出部件相連接。

進一步地，所述慣性傳動部件通過連接件與所述慣性輸出部件連接，所述運動輸出部件穿設有圓孔，所述連接件穿過所述圓孔設置，所述連接件與所述圓孔的孔壁不接觸。

進一步地，所述連接件為圓柱狀連接件。

進一步地，所述慣性輸出部件的截面呈倒T形。