專利名稱：一種利用壓電陶瓷實現(xiàn)運動的二維解耦式微動微掃平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種微動微掃平臺，具體涉及ー種利用壓電陶瓷實現(xiàn)運動的ニ維解耦式微動微掃平臺。
背景技術(shù)：
目前，傳統(tǒng)的微動平臺主要有兩種類型，ー種是利用導(dǎo)軌絲杠或其他ー維驅(qū)動搭建的串聯(lián)層疊式電動或手動平臺，主要缺點是設(shè)計復(fù)雜且笨重，不但降低了系統(tǒng)的剛度而且引入了許多位置誤差。另ー種是傳統(tǒng)的層疊式柔性鉸鏈平臺，主要缺點是串聯(lián)層疊機構(gòu)會產(chǎn)生位置誤差傳遞
實用新型內(nèi)容
本實用新型為解決傳統(tǒng)的掃描平臺設(shè)計運動單一，運動速度慢，產(chǎn)生位置誤差傳遞的問題，進而提出ー種利用壓電陶瓷實現(xiàn)運動的ニ維解耦式微動微掃平臺。本實用新型為解決上述問題采取的技術(shù)方案是本實用新型包括浮動塊、公共底座、第一壓電制動器、第二壓電制動器、第三壓電制動器、第四壓電制動器、四個柔性鉸鏈和四個壓電陶瓷，第一壓電制動器、第二壓電制動器、第三壓電制動器、第四壓電制動器呈正方形矩陣設(shè)置在公共底座的上表面上，浮動塊設(shè)置在公共底座上表面的中部，且浮動塊位于第一壓電制動器、第二壓電制動器、第三壓電制動器、第四壓電制動器所構(gòu)成正方形矩陣 的中部，第一壓電制動器的內(nèi)側(cè)與浮動塊的外側(cè)通過一個柔性鉸鏈連接，第二壓電制動器的內(nèi)側(cè)與浮動塊的外側(cè)通過一個柔性鉸鏈連接，第三壓電制動器的內(nèi)側(cè)與浮動塊的外側(cè)通過ー個柔性鉸鏈連接，第四壓電制動器的內(nèi)側(cè)與浮動塊的外側(cè)通過一個柔性鉸鏈連接，第ー壓電制動器下表面與公共底座的上表面之間設(shè)有ー個壓電陶瓷，第二壓電制動器的下表面與公共底座的上表面之間設(shè)有ー個壓電陶瓷，第三壓電制動器的下表面與公共底座的上表面之間設(shè)有ー個壓電陶瓷，第四壓電制動器的下表面與公共底座的上表面之間設(shè)有ー個壓電陶瓷。本實用新型的有益效果是本實用新型采用柔性鉸鏈作為機構(gòu)的運動副，利用彈性材料的微小變形及其自回復(fù)的特性，不需要潤滑，消除了傳動過程的空回和摩擦，提高了機構(gòu)的位置分辨率；本實用新型利用較狹長的鉸鏈在運動軸方向保持較大剛度，在非運動軸方向即彎曲方向產(chǎn)生撓度變形，使兩個運動軸的軸向剛度不受影響；本實用新型利用壓電陶瓷的壓電效應(yīng)，通過施加電壓變化而使壓電陶瓷獲得微小位移，通過柔性鉸鏈組成的弾性機構(gòu)傳遞位移在公共底座的浮動塊上，通過運動解耦單元，保證了兩個運動軸方向的運動為直線運動且互不干擾，達到消除耦合誤差的目的；本實用新型采用整體弾性結(jié)構(gòu)設(shè)計，高剛度使機構(gòu)具有較大的固有頻率，具有較高的響應(yīng)速度。

圖I是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2第一壓電制動器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是圖2中A-A向剖視圖。
具體實施方式
具體實施方式
一結(jié)合圖I和圖2說明本實施方式，本實施方式所述ー種利用壓電陶瓷實現(xiàn)運動的ニ維解耦式微動微掃平臺包括浮動塊I、公共底座2、第一壓電制動器3、第ニ壓電制動器4、第三壓電制動器5、第四壓電制動器6、四個柔性鉸鏈7和四個壓電陶瓷8，第一壓電制動器3、第二壓電制動器4、第三壓電制動器5、第四壓電制動器6呈正方形矩陣設(shè)置在公共底座2的上表面上，浮動塊I設(shè)置在公共底座2上表面的中部，且浮動塊I位于第一壓電制動器3、第二壓電制動器4、第三壓電制動器5、第四壓電制動器6所構(gòu)成正方形矩陣的中部，第一壓電制動器3的內(nèi)側(cè)與浮動塊I的外側(cè)通過ー個柔性鉸鏈7連接，第二壓電制動器4的內(nèi)側(cè)與浮動塊I的外側(cè)通過ー個柔性鉸鏈7連接，第三壓電制動器5的內(nèi)側(cè) 與浮動塊I的外側(cè)通過ー個柔性鉸鏈7連接，第四壓電制動器6的內(nèi)側(cè)與浮動塊I的外側(cè)通過ー個柔性鉸鏈7連接，第一壓電制動器3的下表面與公共底座2的上表面之間設(shè)有一個壓電陶瓷8，第二壓電制動器4的下表面與公共底座2的上表面之間設(shè)有ー個壓電陶瓷8，第三壓電制動器5的下表面與公共底座2的上表面之間設(shè)有ー個壓電陶瓷8，第四壓電制動器6的下表面與公共底座2的上表面之間設(shè)有ー個壓電陶瓷8。本實施方式中以浮動塊I的中心點為坐標(biāo)原點，以經(jīng)過相對設(shè)置的第一壓電制動器3和第三壓電制動器5上端面上對稱線的直線為X軸，以經(jīng)過相對設(shè)置的第二壓電制動器4和第三壓電制動器6上端面上對稱線的直線為Y軸。本實施方式中第一壓電制動器3、第二壓電制動器4、第三壓電制動器5、第四壓電制動器6利用力學(xué)三角形的力學(xué)分解原理，將垂直于X軸或Y軸方向的壓電陶瓷8驅(qū)動カ傳遞到X軸或Y軸方向，利用杠桿放大原理將壓電陶瓷カ和位移傳遞為X軸或Y軸方向的力和位移，即將カ成比例縮小，將位移成比例放大。
具體實施方式
ニ 結(jié)合圖I和圖2說明本實施方式，本實施方式所述ー種利用壓電陶瓷實現(xiàn)運動的ニ維解耦式微動微掃平臺的第一壓電制動器3通過ー個緊固螺栓9固定安裝在公共底座2的上表面上，第二壓電制動器4通過ー個緊固螺栓9固定安裝在公共底座2的上表面上，第三壓電制動器5通過ー個緊固螺栓9固定安裝在公共底座2的上表面上，第四壓電制動器6通過ー個緊固螺栓9固定安裝在公共底座2的上表面上。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三，結(jié)合圖3說明本實施方式，本實施方式所述ー種利用壓電陶瓷實現(xiàn)運動的ニ維解耦式微動微掃平臺的第一壓電制動器3的一側(cè)端插裝有兩塊墊塊10，第ニ壓電制動器4的一側(cè)端插裝有兩塊墊塊10，第三壓電制動器5的一側(cè)端插裝有兩塊墊塊10，第四壓電制動器6的一側(cè)端插裝有兩塊墊塊10。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一相同。工作原理本實用新型使用時，浮動塊I通過解耦的柔性鉸鏈7在第一壓電制動器3、第二壓電制動器4、第三壓電制動器5、第四壓電制動器6的帶動下實現(xiàn)ニ維的精確運動。對第一壓電制動器3的壓電陶瓷8施加正向電壓U3，此時，第一壓電制動器3的壓電陶瓷8沿Y軸的方向出力并微量伸長，壓縮柔性鉸鏈7的斷面,使第一壓電制動器3在Y軸方向伸長，而在X軸方向收縮，第一壓電制動器3通過柔性鉸鏈7推動浮動塊I沿X軸向第三壓電制動 器5的方向移動。浮動塊I在Y軸方向的移動與浮動塊I在X軸方向的移動原理相同。
權(quán)利要求1.ー種利用壓電陶瓷實現(xiàn)運動的ニ維解耦式微動微掃平臺，其特征在于所述ー種利用壓電陶瓷實現(xiàn)運動的ニ維解耦式微動微掃平臺包括浮動塊(I)、公共底座(2)、第一壓電制動器(3)、第二壓電制動器(4)、第三壓電制動器(5)、第四壓電制動器出)、四個柔性鉸鏈(7)和四個壓電陶瓷(8)，第一壓電制動器(3)、第二壓電制動器(4)、第三壓電制動器(5)、第四壓電制動器(6)呈正方形矩陣設(shè)置在公共底座(2)的上表面上，浮動塊(I)設(shè)置在公共底座(2)上表面的中部，且浮動塊(I)位于第一壓電制動器(3)、第二壓電制動器(4)、第三壓電制動器(5)、第四壓電制動器(6)所構(gòu)成正方形矩陣的中部，第一壓電制動器(3)的內(nèi)側(cè)與浮動塊(I)的外側(cè)通過ー個柔性鉸鏈(7)連接，第二壓電制動器(4)的內(nèi)側(cè)與浮動塊(I)的外側(cè)通過ー個柔性鉸鏈(7)連接，第三壓電制動器(5)的內(nèi)側(cè)與浮動塊(I)的外側(cè)通過ー個柔性鉸鏈(7)連接，第四壓電制動器￠)的內(nèi)側(cè)與浮動塊(I)的外側(cè)通過ー個柔性鉸鏈(7)連接，第一壓電制動器(3)的下表面與公共底座(2)的上表面之間設(shè)有ー個壓電陶瓷(8)，第二壓電制動器(4)的下表面與公共底座(2)的上表面之間設(shè)有一個壓電陶瓷(8)，第三壓電制動器(5)的下表面與公共底座(2)的上表面之間設(shè)有ー個壓電陶瓷(8)，第四壓電制動器￠)的下表面與公共底座(2)的上表面之間設(shè)有ー個壓電陶瓷(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述ー種利用壓電陶瓷實現(xiàn)運動的ニ維解耦式微動微掃平臺，其特征在于第一壓電制動器(3)通過ー個緊固螺栓(9)固定安裝在公共底座(2)的上表面上，第二壓電制動器(4)通過ー個緊固螺栓(9)固定安裝在公共底座(2)的上表面上，第三壓電制動器(5)通過ー個緊固螺栓(9)固定安裝在公共底座(2)的上表面上，第四壓電制動器(6)通過ー個緊固螺栓(9)固定安裝在公共底座(2)的上表面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述ー種利用壓電陶瓷實現(xiàn)運動的ニ維解耦式微動微掃平臺，其特征在于第一壓電制動器(3)的一側(cè)端插裝有兩塊墊塊(10),第二壓電制動器(4)的ー側(cè)端插裝有兩塊墊塊(10)，第三壓電制動器(5)的一側(cè)端插裝有兩塊墊塊(10)，第四壓電制動器出)的一側(cè)端插裝有兩塊墊塊(10)。
專利摘要一種利用壓電陶瓷實現(xiàn)運動的二維解耦式微動微掃平臺，它涉及一種微動微掃平臺，具體涉及一種利用壓電陶瓷實現(xiàn)運動的二維解耦式微動微掃平臺。本實用新型為了解決傳統(tǒng)的掃描平臺設(shè)計運動單一，運動速度慢，產(chǎn)生位置誤差傳遞的問題。本實用新型的浮動塊設(shè)置在公共底座上表面的中部，第一壓電制動器下表面與公共底座的上表面之間設(shè)有一個壓電陶瓷，第二壓電制動器的下表面與公共底座的上表面之間設(shè)有一個壓電陶瓷，第三壓電制動器的下表面與公共底座的上表面之間設(shè)有一個壓電陶瓷，第四壓電制動器的下表面與公共底座的上表面之間設(shè)有一個壓電陶瓷。本實用新型用于微納米級微動平臺技術(shù)領(lǐng)域。
文檔編號H02N2/00GK202474045SQ20122010618
公開日2012年10月3日 申請日期2012年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月20日
發(fā)明者楊明遠, 譚麗娜, 邢立明, 陳 峰, 陳雷 申請人:哈爾濱芯明天科技有限公司