[發明專利]一種二維壓電對稱驅動微納定位平臺

在審

• 申請號: 202210200095.6
• 申請日: 2022-03-02
• 公開（公告）號: CN114567204A
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 黃衛清;廉鈞凱;安大偉
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: H02N2/02
• 分類號: H02N2/02;H02N2/04
• 代理公司: 北京八月瓜知識產權代理有限公司 11543
• 代理人: 秦瑩

本發明提供了一種二維壓電對稱驅動微納定位平臺，包括：X方向驅動單元、Y方向驅動單元和連接組件；所述X方向驅動單元和所述Y方向驅動單元通過所述連接組件在豎直方向連接；所述X方向驅動單元包括：工作平臺和兩個第一橋式位移放大機構，兩個所述第一橋式位移放大機構對稱串聯設置在所述工作平臺的兩端；所述Y方向驅動單元包括：連接梁和兩個第二橋式位移放大機構，兩個所述第二橋式位移放大機構對稱串聯設置在所述連接梁的兩端；所述工作平臺和所述連接梁平行正交。本發明克服了傳統壓電作動器輸出位移曲線不對稱的現象，解決了傳統的作動器只能依賴結構的彈性完成回程位移的缺點，提高了執行器的定位精度。

技術領域

本發明涉及壓電驅動技術領域，尤其是涉及一種二維壓電對稱驅動微納定位平臺。

背景技術

傳統的壓電定位平臺的驅動部分可以概括為以下三種：1.無放大機構，由壓電疊堆直驅、2.杠桿式放大機構、3.以橋式機構為代表的對稱放大機構。其中壓電疊堆直驅型的驅動行程較小；杠桿式機構在在作動過程中，產生非作動方向的誤差位移，導致驅動目標發生偏轉；以橋式機構為代表的對稱放大機構雖然無以上不足，但依然存在輸出位移與回程位移不對稱的現象，具體表現為作動過程中，輸出位移通過壓電疊堆主動驅動實現，回程位移只能依賴柔性機構的彈性恢復實現。

因此，急需一種大行程、無非作動方向誤差位移、雙向對稱輸出的壓電定位平臺。

發明內容

本發明的目的在于提供一種二維壓電對稱驅動微納定位平臺，克服傳統壓電作動器輸出位移曲線不對稱的現象，平面二自由度上的輸出位移和回程位移均由壓電疊堆驅動，解決傳統的作動器只能依賴結構的彈性完成回程位移的缺點，提高執行器的定位精度。

本發明提供一種二維壓電對稱驅動微納定位平臺，包括：X方向驅動單元、Y方向驅動單元和連接組件；所述X方向驅動單元和所述Y方向驅動單元通過連接組件在豎直方向連接；

所述X方向驅動單元包括：工作平臺和兩個第一橋式位移放大機構，兩個所述第一橋式位移放大機構對稱串聯設置在所述工作平臺的兩端；

所述Y方向驅動單元包括：連接梁和兩個第二橋式位移放大機構，兩個所述第二橋式位移放大機構對稱串聯設置在所述連接梁的兩端；

所述工作平臺和所述連接梁平行正交。

進一步，所述第一橋式位移放大機構包括：壓電疊堆、兩個彈性梁和第一連接孔；所述兩個彈性梁對稱設置在所述壓電疊堆的兩側；所述工作平臺與其中一個所述彈性梁連接，所述第一連接孔設置在另一個所述彈性梁的一側。

進一步，所述第一橋式位移放大機構還包括調整螺栓，所述調整螺栓與所述壓電疊堆的一端連接。

進一步，所述第二橋式位移放大機構包括：壓電疊堆、兩個彈性梁和固定孔；所述兩個彈性梁對稱設置在所述壓電疊堆的兩側；所述連接梁與其中一個所述彈性梁連接，所述固定孔設置在另一個所述彈性梁的一側。

進一步，所述第二橋式位移放大機構還包括調整螺栓，所述調整螺栓與所述壓電疊堆的一端連接。

進一步，所述固定孔通過螺栓與基座固定連接。

進一步，所述連接梁的兩端分別設置有一個第二連接孔。

進一步，所述連接組件為螺栓，所述螺栓先后穿過所述第一連接孔和所述第二連接孔。

進一步，所述壓電疊堆的最大自由伸長行程是20μm。

進一步，所述X方向驅動單元和所述Y方向驅動單元采用金屬制成。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

1.X方向驅動單元和Y方向驅動單元在豎直方向疊加連接，形成了上、下兩層的結構，使整個裝置的結構更加緊湊；