本實(shí)用新型涉及運(yùn)動(dòng)裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是涉及一種二維精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。

背景技術(shù)：

在高精度加工和精密測(cè)量領(lǐng)域中精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)有著非常重要的作用，為了提高運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的定位精度，國(guó)內(nèi)外一些科研機(jī)構(gòu)和高校對(duì)精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的研究投入了大量人力、物力，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的大行程和高定位精度很難同時(shí)滿足。

傳統(tǒng)的二維精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)一般利用兩個(gè)一維精密工作臺(tái)堆疊起來(lái)，華中科技大學(xué)王生懷博士開發(fā)了堆疊式運(yùn)動(dòng)平臺(tái)（王生懷.區(qū)域表面結(jié)構(gòu)非接觸測(cè)量與特征評(píng)定方法研究.華中科技大學(xué)博土學(xué)位論文，2009）。該運(yùn)動(dòng)平臺(tái)將兩個(gè)一維精密工作臺(tái)堆棧起來(lái)形成二維工作臺(tái)，這種結(jié)構(gòu)在一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)在另外一個(gè)方向上產(chǎn)生誤差，會(huì)引入較大的阿貝誤差和轉(zhuǎn)角誤差等。

王選擇等提出的共運(yùn)動(dòng)基面二維工作臺(tái)（王選擇.正交衍射光柵計(jì)量原理及在超精密工作臺(tái)上的應(yīng)用.華中科技大學(xué)博土學(xué)位論文，2004）的X、Y目標(biāo)運(yùn)動(dòng)臺(tái)貼在陶瓷精密平板上運(yùn)動(dòng)，該結(jié)構(gòu)具有運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、運(yùn)動(dòng)平面度高的優(yōu)點(diǎn)，但其摩擦力較大并且運(yùn)動(dòng)基面會(huì)直接影響其運(yùn)動(dòng)平面性。

美國(guó)MIT與北卡大學(xué)聯(lián)合研制了采用磁懸浮導(dǎo)軌，馬達(dá)進(jìn)給的二維工作臺(tái)。東京工業(yè)大學(xué)開發(fā)了直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)二維工作臺(tái)，該系統(tǒng)采用直流電機(jī)和空氣靜壓絲杠作為驅(qū)動(dòng)方式，反饋裝置采用了激光干涉儀，工作臺(tái)定位精度可以達(dá)到±2nm(J.H.Mao, H.Tachikawa, A.Shimokohbe. Precision positioning of a DC-motor-driven aerostiatic slide system[J]. Precision Engineering, 2003:27:32-41)。以上兩種工作臺(tái)均能達(dá)到較高的定位精度，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本太高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于，為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題提供一種二維精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，通過(guò)微驅(qū)動(dòng)對(duì)宏驅(qū)動(dòng)的補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)納米級(jí)高精度定位，具有結(jié)構(gòu)緊湊、定位精度高、磨損小、通用性強(qiáng)等特點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：一種二維精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，包括二維精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)本體、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、壓電陶瓷微位移器驅(qū)動(dòng)電源、激光干涉光電接收器、濾波放大器、信號(hào)處理板及計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)；

所述二維精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)本體包括宏運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)、微運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)和激光干涉位移計(jì)量系統(tǒng)；

所述宏運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括運(yùn)動(dòng)平臺(tái)底座、宏運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和Y向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；

所述X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括X向絲杠及固設(shè)在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)底座上的X向伺服電機(jī)，X向絲杠的一端與X向伺服電機(jī)的輸出端連接，X向絲杠上通過(guò)螺紋連接有X向螺母，X向絲杠的兩端分別通過(guò)X向軸承及X向軸承座固設(shè)在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)底座上端；還包括兩個(gè)用于固設(shè)在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)底座上端的X向?qū)к壷Ъ埽约肮潭ㄔO(shè)置在X向?qū)к壷Ъ苌隙说腦向?qū)к?，與X向?qū)к壔瑒?dòng)配合設(shè)置的X向滑塊連接宏運(yùn)動(dòng)平臺(tái)；還包括X向運(yùn)動(dòng)連接塊，X向運(yùn)動(dòng)連接塊的一端和X向螺母連接，另一端和宏運(yùn)動(dòng)平臺(tái)固定連接；

所述Y向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括Y向運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)、Y向絲杠及固設(shè)在宏運(yùn)動(dòng)平臺(tái)一側(cè)的Y向伺服電機(jī)，Y向絲杠的一端與Y向伺服電機(jī)的輸出端連接，Y向絲杠上通過(guò)螺紋連接有Y向螺母，Y向螺母與Y向運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)固定連接；Y向絲杠的兩端通過(guò)Y向軸承及Y向軸承座固設(shè)在宏運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上；還包括兩個(gè)Y向?qū)к壐?，Y向?qū)к壐卑╕向?qū)к壓蚘向滑塊，Y向滑塊與Y向運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)連接，Y向?qū)к壟c宏運(yùn)動(dòng)平臺(tái)連接；

所述微運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括固設(shè)在Y向運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)上端的支座和設(shè)置在支座上端的為柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)的微定位平臺(tái)，微定位平臺(tái)包括與支座固定連接的外平臺(tái)和能夠在外平臺(tái)內(nèi)沿X向或Y向作微運(yùn)動(dòng)的內(nèi)平臺(tái)，微定位平臺(tái)上還設(shè)有X向壓電陶瓷和Y向壓電陶瓷，X向壓電陶瓷在壓電陶瓷微位移器驅(qū)動(dòng)電源的驅(qū)動(dòng)下能夠帶動(dòng)內(nèi)平臺(tái)作X向微運(yùn)動(dòng)， Y向壓電陶瓷在壓電陶瓷微位移器驅(qū)動(dòng)電源的驅(qū)動(dòng)下能夠帶動(dòng)內(nèi)平臺(tái)作Y向微運(yùn)動(dòng)，壓電陶瓷微位移器驅(qū)動(dòng)電源由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制；

所述激光干涉位移計(jì)量系統(tǒng)包括測(cè)量光路反射鏡，測(cè)量光路反射鏡由X向反射鏡和Y向反射鏡組成，X向反射鏡設(shè)置在一個(gè)X向放置塊上，X向放置塊通過(guò)一個(gè)連接桿與內(nèi)平臺(tái)固定連接，Y向反射鏡固設(shè)在一個(gè)Y向放置板上，Y向放置板的另一端與內(nèi)平臺(tái)固定連接；激光干涉位移計(jì)量系統(tǒng)還包括用于測(cè)量宏運(yùn)動(dòng)平臺(tái)位移的X向激光位移測(cè)量系統(tǒng)和用于測(cè)量Y向運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)位移的Y向激光位移測(cè)量系統(tǒng)；

X向激光位移測(cè)量系統(tǒng)發(fā)出的測(cè)量光入射到X向反射鏡上后返回至X向激光位移測(cè)量系統(tǒng)，X向激光位移測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生干涉條紋，X向反射鏡跟隨內(nèi)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)，使X向激光位移測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生干涉條紋變化量，激光干涉光電接收器接收干涉條紋變化量并轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào)后傳輸至濾波放大器，濾波放大器放大電脈沖信號(hào)后輸送至信號(hào)處理板，信號(hào)處理板將接收的電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后傳輸至計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)數(shù)、辨向和細(xì)分后得到X向位移信號(hào)；

Y向激光位移測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與X向激光位移測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相同，計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)得到Y(jié)向位移信號(hào)；

計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)根據(jù)得到的X向位移信號(hào)和Y向位移信號(hào)，通過(guò)控制伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)X向伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)以控制內(nèi)平臺(tái)做X向的宏運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)Y向伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)以控制內(nèi)平臺(tái)做Y向的宏運(yùn)動(dòng)；計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)通過(guò)控制壓電陶瓷微位移器驅(qū)動(dòng)電源驅(qū)動(dòng)X向壓電陶瓷運(yùn)動(dòng)以帶動(dòng)內(nèi)平臺(tái)作X向的微運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)Y向壓電陶瓷運(yùn)動(dòng)以帶動(dòng)內(nèi)平臺(tái)作Y向的微運(yùn)動(dòng)。

作為進(jìn)一步地改進(jìn)，所述X向激光位移測(cè)量系統(tǒng)和Y向激光位移測(cè)量系統(tǒng)分別包括激光器、光學(xué)隔離器、分光鏡、測(cè)量光路反射鏡、參考光路反射鏡和干涉信號(hào)放大鏡，光學(xué)隔離器包括偏振片和1/4波片，偏振片和1/4波片之間的光軸夾角為45°，激光器發(fā)出的激光經(jīng)分光鏡被分為兩束，分別經(jīng)參考光路反射鏡和測(cè)量光路反射鏡反射后沿原路返回，并在分光點(diǎn)處重新相遇，發(fā)生干涉，干涉產(chǎn)生的干涉條紋經(jīng)干涉信號(hào)放大鏡放大后由激光干涉光電接收器接收，激光干涉光電接收器將接收的干涉條紋變化量轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào)，電脈沖信號(hào)傳輸至濾波放大器，濾波放大器放大電脈沖信號(hào)后輸送至信號(hào)處理板，信號(hào)處理板將接收的電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后傳輸至計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)數(shù)、辨向和細(xì)分后得到位移信號(hào)。

作為進(jìn)一步地改進(jìn)，所述壓電陶瓷微位移器驅(qū)動(dòng)電源固定設(shè)置在微定位平臺(tái)上。

作為進(jìn)一步地改進(jìn)，所述X向激光位移測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)支架固設(shè)在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)底座上端，Y向激光位移測(cè)量系統(tǒng)固設(shè)在宏運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上端。

作為進(jìn)一步地改進(jìn)，所述Y向絲杠的另一端連接有手輪機(jī)構(gòu)；該二維精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)還包括一個(gè)Y向豎板，Y向豎板固定在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)底座上，手輪機(jī)構(gòu)穿過(guò)Y向豎板上開設(shè)的孔后與Y向絲杠連接。

作為進(jìn)一步地改進(jìn)，所述X向螺母和Y向螺母上分別連接X向萬(wàn)向連軸節(jié)和Y向萬(wàn)向連軸節(jié)，X向萬(wàn)向連軸節(jié)與X向運(yùn)動(dòng)連接塊的一端連接，Y向萬(wàn)向連軸節(jié)與Y向運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)固定連接。

作為進(jìn)一步地改進(jìn)，所述X向激光位移測(cè)量系統(tǒng)固設(shè)在所述支架上端，支架包括兩個(gè)豎板和一個(gè)固設(shè)在兩個(gè)豎板上端的橫板，兩個(gè)豎板的下端固設(shè)在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)底座的上端面上，X向激光位移測(cè)量系統(tǒng)放置在橫板上端。

作為進(jìn)一步地改進(jìn)，所述X向伺服電機(jī)固設(shè)在一個(gè)X向電機(jī)固定板上，X向電機(jī)固定板的下部固設(shè)在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)底座的一側(cè)。

作為進(jìn)一步地改進(jìn)，所述Y向電機(jī)固定板的上端固設(shè)在宏運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的一側(cè)。

作為進(jìn)一步地改進(jìn)，Y向激光位移測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)一個(gè)Y向固定板固設(shè)在宏運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上端。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果為：

1、本實(shí)用新型通過(guò)微驅(qū)動(dòng)對(duì)宏驅(qū)動(dòng)的補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)納米級(jí)高精度定位，具有結(jié)構(gòu)緊湊、定位精度高、磨損小、通用性強(qiáng)等特點(diǎn)，能較好的保障兩運(yùn)動(dòng)方向基準(zhǔn)統(tǒng)一，避免運(yùn)動(dòng)平臺(tái)相互疊加出現(xiàn)的耦合誤差。

2、本實(shí)用新型在激光器前面加了一個(gè)光學(xué)隔離器，能夠防止測(cè)量光路和參考光路返回的激光干擾激光器的輸出，減少激光器噪聲。

3、本實(shí)用新型的螺母機(jī)構(gòu)上連接有萬(wàn)向連軸節(jié)，能夠減小絲杠運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)給運(yùn)動(dòng)平臺(tái)帶來(lái)的波動(dòng)誤差。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為二維精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)本體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2的爆炸示意圖。

圖4為X向軸測(cè)圖圖2的后視圖。

圖5為激光干涉位移計(jì)量系統(tǒng)的光學(xué)原理圖。

圖中標(biāo)記：1、Y向伺服電機(jī)，2、X向?qū)к墸?、宏運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，4、微定位平臺(tái)，5、Y向壓電元件，6、X向壓電元件，7、支架，8、X向激光位移測(cè)量系統(tǒng)，9、測(cè)量光路反射鏡，901、X向反射鏡，902、Y向反射鏡，10、Y向激光位移測(cè)量系統(tǒng)，11、Y向固定板，12、手輪機(jī)構(gòu)，13、Y向豎板，14、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)底座，15、支座，16、Y向螺母，17、Y向絲杠，18、Y向軸承座，19、X向?qū)к壷Ъ埽?0、Y向電機(jī)固定板，21、Y向運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)，22、Y向?qū)к壐保?3、X向絲杠，24、X向電機(jī)固定板，25 、X向螺母，26、X向軸承，27、X向伺服電機(jī)，28、X向軸承座，29、X向運(yùn)動(dòng)連接塊。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

如圖所示，一種二維精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，包括二維精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)本體、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、壓電陶瓷微位移器驅(qū)動(dòng)電源、激光干涉光電接收器、濾波放大器、信號(hào)處理板及計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)。

二維精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)本體包括宏運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)、微運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)和激光干涉位移計(jì)量系統(tǒng)。

宏運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括運(yùn)動(dòng)平臺(tái)底座14、宏運(yùn)動(dòng)平臺(tái)3、X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和Y向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括X向絲杠23及固設(shè)在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)底座14上的X向伺服電機(jī)27，X向絲杠23的一端與X向伺服電機(jī)27的輸出端連接，X向絲杠23上通過(guò)螺紋連接有X向螺母25，X向絲杠23的兩端分別通過(guò)X向軸承26及X向軸承座28固設(shè)在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)底座14上端；還包括兩個(gè)用于固設(shè)在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)底座14上端的X向?qū)к壷Ъ?9，以及固定設(shè)置在X向?qū)к壷Ъ?9上端的X向?qū)к?，與X向?qū)к?滑動(dòng)配合設(shè)置的X向滑塊連接宏運(yùn)動(dòng)平臺(tái)3；還包括X向運(yùn)動(dòng)連接塊29，X向運(yùn)動(dòng)連接塊29的一端和X向螺母25連接，另一端和宏運(yùn)動(dòng)平臺(tái)3固定連接；

Y向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括Y向運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)21、Y向絲杠17及固設(shè)在宏運(yùn)動(dòng)平臺(tái)3一側(cè)的Y向伺服電機(jī)1，Y向絲杠17的一端與Y向伺服電機(jī)1的輸出端連接，Y向絲杠17上通過(guò)螺紋連接有Y向螺母16，Y向螺母16與Y向運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)21固定連接；Y向絲杠17的兩端通過(guò)Y向軸承及Y向軸承座18固設(shè)在宏運(yùn)動(dòng)平臺(tái)3上；還包括兩個(gè)Y向?qū)к壐?2，Y向?qū)к壐?2包括Y向?qū)к壓蚘向滑塊，Y向滑塊與Y向運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)21連接，Y向?qū)к壟c宏運(yùn)動(dòng)平臺(tái)3連接；

微運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括固設(shè)在Y向運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)21上端的支座15和設(shè)置在支座15上端的為柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)的微定位平臺(tái)4，微定位平臺(tái)4包括與支座15固定連接的外平臺(tái)和能夠在外平臺(tái)內(nèi)沿X向或Y向做微運(yùn)動(dòng)的內(nèi)平臺(tái)，微定位平臺(tái)4上還設(shè)有X向壓電陶瓷6和Y向壓電陶瓷5，X向壓電陶瓷6在壓電陶瓷微位移器驅(qū)動(dòng)電源的驅(qū)動(dòng)下能夠帶動(dòng)內(nèi)平臺(tái)作X向微運(yùn)動(dòng)，Y向壓電陶瓷5在壓電陶瓷微位移器驅(qū)動(dòng)電源的驅(qū)動(dòng)下能夠帶動(dòng)內(nèi)平臺(tái)作Y向微運(yùn)動(dòng)，壓電陶瓷微位移器驅(qū)動(dòng)電源由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制；

微定位平臺(tái)4的結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有技術(shù)，本文不做詳細(xì)描述。

激光干涉位移計(jì)量系統(tǒng)包括測(cè)量光路反射鏡9，測(cè)量光路反射鏡9由X向反射鏡901和Y向反射鏡902組成，X向反射鏡901設(shè)置在一個(gè)X向放置塊上，X向放置塊通過(guò)一個(gè)連接桿與內(nèi)平臺(tái)固定連接，Y向反射鏡902固設(shè)在一個(gè)Y向放置板上，Y向放置板的另一端與內(nèi)平臺(tái)固定連接；激光干涉位移計(jì)量系統(tǒng)還包括用于測(cè)量宏運(yùn)動(dòng)平臺(tái)3位移的X向激光位移測(cè)量系統(tǒng)8和用于測(cè)量Y向運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)21位移的Y向激光位移測(cè)量系統(tǒng)10；

X向激光位移測(cè)量系統(tǒng)8發(fā)出的測(cè)量光入射到X向反射鏡901上后返回至X向激光位移測(cè)量系統(tǒng)8，X向激光位移測(cè)量系統(tǒng)8內(nèi)部產(chǎn)生干涉條紋，X向反射鏡901跟隨內(nèi)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)，使X向激光位移測(cè)量系統(tǒng)8內(nèi)部產(chǎn)生干涉條紋變化量，激光干涉光電接收器接收干涉條紋變化量并轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào)后傳輸至濾波放大器，濾波放大器放大電脈沖信號(hào)后輸送至信號(hào)處理板，信號(hào)處理板將接收的電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后傳輸至計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)數(shù)、辨向和細(xì)分后得到位移信號(hào)；

Y向激光位移測(cè)量系統(tǒng)10發(fā)出的測(cè)量光入射到Y(jié)向反光鏡902上后返回至Y向激光位移測(cè)量系統(tǒng)10，Y向激光位移測(cè)量系統(tǒng)10內(nèi)部產(chǎn)生干涉條紋，Y向反射鏡902跟隨內(nèi)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)，使Y向激光位移測(cè)量系統(tǒng)10內(nèi)部產(chǎn)生干涉條紋變化量，激光干涉光電接收器接收干涉條紋變化量并轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào)后傳輸至濾波放大器，濾波放大器放大電脈沖信號(hào)后輸送至信號(hào)處理板，信號(hào)處理板將接收的電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后傳輸至計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)數(shù)、辨向和細(xì)分后得到位移信號(hào)；

計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)根據(jù)得到的X向位移信號(hào)和Y向位移信號(hào)，通過(guò)控制伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)X向伺服電機(jī)27轉(zhuǎn)動(dòng)以控制內(nèi)平臺(tái)做X向的宏運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)Y向伺服電機(jī)1轉(zhuǎn)動(dòng)以控制內(nèi)平臺(tái)做Y向的宏運(yùn)動(dòng)；計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)通過(guò)控制壓電陶瓷微位移器驅(qū)動(dòng)電源驅(qū)動(dòng)X向壓電陶瓷6運(yùn)動(dòng)以帶動(dòng)內(nèi)平臺(tái)作X向的微運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)Y向壓電陶瓷5運(yùn)動(dòng)以帶動(dòng)內(nèi)平臺(tái)作Y向的微運(yùn)動(dòng)。

X向激光位移測(cè)量系統(tǒng)8和Y向激光位移測(cè)量系統(tǒng)10分別包括激光器801、光學(xué)隔離器、分光鏡804、測(cè)量光路反射鏡9、參考光路反射鏡806和干涉信號(hào)放大鏡807，光學(xué)隔離器包括偏振片802和1/4波片803，偏振片802和1/4波片803之間的光軸夾角為45°，激光器801發(fā)出的激光經(jīng)分光鏡804被分為兩束，分別經(jīng)參考光路反射鏡806和測(cè)量光路反射鏡9反射后沿原路返回，并在分光點(diǎn)處重新相遇，發(fā)生干涉，干涉產(chǎn)生的干涉條紋經(jīng)干涉信號(hào)放大鏡807放大后由激光干涉光電接收器接收，激光干涉光電接收器將接收的干涉條紋變化量轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào)，電脈沖信號(hào)傳輸至濾波放大器，濾波放大器放大電脈沖信號(hào)后輸送至信號(hào)處理板，信號(hào)處理板將接收的電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后傳輸至計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)數(shù)、辨向和細(xì)分后得到位移信號(hào)。

壓電陶瓷微位移器驅(qū)動(dòng)電源固定設(shè)置在微定位平臺(tái)4上。

X向激光位移測(cè)量系統(tǒng)8通過(guò)支架7固設(shè)在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)底座14上端，Y向激光位移測(cè)量系統(tǒng)10固設(shè)在宏運(yùn)動(dòng)平臺(tái)3上端。

Y向絲杠17的另一端連接有手輪機(jī)構(gòu)12；該二維精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)還包括一個(gè)Y向豎板13，Y向豎板13固定在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)底座14上，手輪機(jī)構(gòu)12穿過(guò)Y向豎板13上開設(shè)的孔后與Y向絲杠17連接。

X向螺母25和Y向螺母16上分別連接X向萬(wàn)向連軸節(jié)和Y向萬(wàn)向連軸節(jié)，X向萬(wàn)向連軸節(jié)與X向運(yùn)動(dòng)連接塊29的一端連接，Y向萬(wàn)向連軸節(jié)與Y向運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)21固定連接。

X向激光位移測(cè)量系統(tǒng)8固設(shè)在所述支架7上端，支架7包括兩個(gè)豎板和一個(gè)固設(shè)在兩個(gè)豎板上端的橫板，兩個(gè)豎板的下端固設(shè)在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)底座14的上端面上，X向激光位移測(cè)量系統(tǒng)8放置在橫板上端。

X向伺服電機(jī)27固設(shè)在一個(gè)X向電機(jī)固定板24上，X向電機(jī)固定板24的下部固設(shè)在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)底座14的一側(cè)。

Y向電機(jī)固定板20的上端固設(shè)在宏運(yùn)動(dòng)平臺(tái)3的一側(cè)。

Y向激光位移測(cè)量系統(tǒng)10通過(guò)一個(gè)Y向固定板11固設(shè)在宏運(yùn)動(dòng)平臺(tái)3上端。

計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)通過(guò)信號(hào)處理板向伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)送電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的脈沖個(gè)數(shù)和運(yùn)動(dòng)方向，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)，激光干涉位移計(jì)量系統(tǒng)實(shí)時(shí)記錄所述被測(cè)位移，當(dāng)達(dá)到宏驅(qū)動(dòng)定位精度范圍內(nèi)時(shí)，宏定位結(jié)束；對(duì)于微運(yùn)動(dòng)，計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)通過(guò)信號(hào)處理板和壓電陶瓷微位移器驅(qū)動(dòng)電源驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷板以逐步逼近目標(biāo)的方式對(duì)宏驅(qū)動(dòng)定位誤差做補(bǔ)償定位。工作臺(tái)移動(dòng)范圍為50mm×50mm。

X向螺母25和Y向螺母16上分別連接X向萬(wàn)向連軸節(jié)和Y向萬(wàn)向連軸節(jié)，X向萬(wàn)向連軸節(jié)與X向運(yùn)動(dòng)連接塊29的一端連接，Y向萬(wàn)向連軸節(jié)與Y向運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)21固定連接。

微驅(qū)動(dòng)通過(guò)在一塊彈簧鋼上切割加工出X、Y兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)X、Y方向的微定位共平面運(yùn)動(dòng)。

小工件可以直接放置在微定位平臺(tái)上，對(duì)于較大的工件可以在微定位平臺(tái)15上固定載物臺(tái)，將被測(cè)工件放置在載物臺(tái)上。微定位平臺(tái)上可拆卸安裝有用于放置較大工件的載物臺(tái)。

X向軸承和X向軸承座，以及Y向軸承和Y向軸承座之間均通過(guò)過(guò)盈配合連接。

壓電陶瓷微位移器驅(qū)動(dòng)電源控制X向壓電元件和Y向壓電陶元件在X向或Y向產(chǎn)生微納米級(jí)位移變化，從而帶動(dòng)微運(yùn)動(dòng)板做X向或Y向的誤差補(bǔ)償；驅(qū)動(dòng)電源的輸出電壓控制微位移器的位移變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)宏驅(qū)動(dòng)定位誤差做補(bǔ)償定位的補(bǔ)償。

利用壓電元件作為驅(qū)動(dòng)裝置，柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)作為傳動(dòng)裝置構(gòu)成超精密定位系統(tǒng)是經(jīng)常采納的超精密定位方案。

X向壓電元件和Y向壓電元件由壓電陶瓷材料制成，通常選用壓電常數(shù)較大的層疊式壓電元件獲取微整形，它的線性比較優(yōu)良，且具有體積小、剛度大、形變相對(duì)較大、位移分辨率高和響應(yīng)迅速的特點(diǎn)。

微驅(qū)動(dòng)通過(guò)在一塊彈簧鋼上切割加工出X、Y兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)X、Y方向的微定位共平面運(yùn)動(dòng)。微定位平臺(tái)上是通過(guò)線切割將其切割成內(nèi)外兩部分，內(nèi)外兩部分之間有一定間隙。

與剛性機(jī)構(gòu)不同，柔性機(jī)構(gòu)是一類利用材料的彈性變形傳遞或轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)、力或能量的新型機(jī)構(gòu)。實(shí)施運(yùn)動(dòng)時(shí)如果通過(guò)某種特殊的柔性單元-柔性鉸鏈來(lái)實(shí)現(xiàn)，則通常稱為柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)，這類機(jī)構(gòu)通常應(yīng)用在精密工程場(chǎng)合，因此又稱為柔性精微機(jī)構(gòu)。在精微領(lǐng)域，柔性機(jī)構(gòu)可以設(shè)計(jì)作為傳動(dòng)裝置、執(zhí)行器和傳感器等。

X、Y方向宏/微運(yùn)動(dòng)均采用一套激光干涉位移計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)位移的實(shí)時(shí)計(jì)量。壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)和激光干涉位移計(jì)量信號(hào)處理由專為本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的信號(hào)采集及處理控制系統(tǒng)完成。其定位精度取決于壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)器的分辨率和激光干涉位移檢測(cè)裝置的分辨率，可以實(shí)現(xiàn)納米級(jí)定位精度。該二維精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)通過(guò)微驅(qū)動(dòng)對(duì)宏驅(qū)動(dòng)的補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)納米級(jí)高精度定位的，具有結(jié)構(gòu)緊湊、定位精度高、磨損小、通用性強(qiáng)等特點(diǎn)。