[實用新型]多壓電陶瓷反對稱式微位移放大機構

有效

• 申請號: 202022857298.1
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN215186505U
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 張騰;張士軍;孟繁勛
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: H02N2/04
• 分類號: H02N2/04;H02N2/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種多壓電陶瓷反對稱式微位移放大機構，包括基座、非對稱放大單元、運動平臺，非對稱放大單元用于微位移放大。第一級非對稱放大機構在輸入端分為左、右輸入端，第一級非對稱放大單元分別通過柔性鉸鏈與第二級非對稱放大機構串接，第二級放大機構上通過柔性鉸鏈與輸出端連接，兩個相接處的基座反對稱固定連接。本發明還公開了一種多壓電陶瓷反對稱式微位移放大機構微位移的放大方法。本發明能夠實現多種放大倍數、誤差小、精度高且結構緊湊的特點，同時有效地避免了傳統軸對稱方式中占用空間過大，單一機構放大倍數固定的缺陷。

技術領域

本發明涉及一種微位移放大裝置，尤其是一種多壓電陶瓷反對稱微位移放大裝置。

背景技術

近年來，隨著微電子技術的發展，壓電陶瓷以其分辨率高、響應速度快、輸出力大的優點而被廣泛應用于微位移驅動和精密儀器定位系統。但是壓電陶瓷的輸出位移有限，范圍從幾微米到幾十微米，不能達到應用的要求。為了能使壓電陶瓷有更大的運動驅動行程。需要設計位移的放大機構現存的微位移放大機構的構型多采用軸對稱式設計。但是，此結構的設計只有一半的有效放大結構，想要實現更大的放大比，只能擴大機構的體積，無法同時兼顧體積小，大位移的特點。

柔性鉸鏈具有無摩擦、無間隙、運動精度高的特點，是一種可逆的彈性結構。在微位移領域得到了廣泛的應用。

發明內容：

本發明所解決的技術問題是提供一種二級微位移放大機構及其放大方法，具有大位移、高精度、占用空間小、改變位移放大的倍數的優點。

技術方案如下：

一種多壓電陶瓷反對稱式微位移放大機構，包括兩組非對稱放大單元，非對稱式放大單元用于微位移的放大，每組非對稱放大單元分別包括兩級放大機構，第一級放大機構在輸入端分為左、右輸入端，每個輸入端對應左、右放大機構，左、右放大機構通過柔性鉸鏈分別與第二級放大機構串聯，輸入端通過柔性鉸鏈、頂桿、推桿固定連接非對稱放大單元，輸出端通過柔性鉸鏈固定連接非對稱放大單元，輸入端通過壓電陶瓷給非對稱放大單元輸入微位移，輸出端運動平臺用于輸出放大后的位移，壓電陶瓷用預緊裝置固定，兩個相接處的基座反對稱固定連接，運動平臺通過柔性鉸鏈與兩個輸出端固定連接。

進一步，非對稱放大單元包括：基座、左側輸入桿、右側輸入桿、左側輸入端柔性鉸鏈、右側輸入端柔性鉸鏈、左側固定端柔性鉸鏈、右側固定端柔性鉸鏈、右側輸入桿上側柔性鉸鏈、左側推桿、右側推桿、左側頂桿、右側頂桿、過渡柔性鉸鏈、輸出桿、輸出桿輸入端柔性鉸鏈、輸出桿固定端柔性鉸鏈、輸出桿輸出端柔性鉸鏈、運動平臺、工作臺。

進一步，基座呈“U”字型，左高右低，左側輸入桿通過左側固定端柔性鉸鏈固定連接在基座“U”型左側上方，左側固定端柔性鉸鏈固定連接在左側輸入桿靠近左側端部下方的位置，左側輸入端柔性鉸鏈固定連接在左側固定端柔性鉸鏈內側，右側輸入桿通過右側固定端柔性鉸鏈固定連接在基座“U”型右側上方，右側輸入端柔性鉸鏈固定連接在右側輸入桿靠近左側端部的下方位置，右側固定端柔性鉸鏈在右側輸入端柔性鉸鏈內側，左側輸入桿和右側輸入桿橫向布置，左側輸入桿在右側輸入桿上側，左側推桿固定連接在左側輸入端柔性鉸鏈下方，左側頂桿上方固定連接左側推桿下方，右側頂桿上方連接右側輸入端柔性鉸鏈下方。

進一步，輸出桿在左側輸入桿上側，輸出桿輸入端柔性鉸鏈固定連接在輸出桿靠近右側端部下方的位置，輸出桿固定端柔性鉸鏈固定連接在靠近左側端部左側輸出桿上方的位置且位于輸出桿輸入端柔性鉸鏈的內側，輸出桿輸出端柔性鉸鏈固定連接在靠近左側端部輸出桿上方的位置，輸入端柔性鉸鏈下方固定連接右側推桿，右側推桿與右側輸入桿上側柔性鉸鏈固定連接，右側輸入桿上側柔性鉸鏈固定連接在靠近右側端部放大輸入桿上方的位置。

進一步，輸入端有左側放大機構和右側放大機構。

進一步，壓電陶瓷輸出端分別連接左側頂桿和右側頂桿。

進一步，輸出端有輸出平臺。