專利名稱：X-y-z三自由度串聯(lián)式納米級(jí)微定位工作臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微機(jī)械技術(shù)中微定位和微操作的工作臺(tái)機(jī)構(gòu)，具體涉及一種 X-Y-Z三自由度串聯(lián)式納米級(jí)微定位平臺(tái)，可應(yīng)用于電子器件制造、生物醫(yī)學(xué)、 精密測(cè)量等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
微定位、微操作技術(shù)是微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)重要的研究?jī)?nèi)容，它能為納 米測(cè)量、納米操作、納米裝配提供必要的技術(shù)和設(shè)備。目前已經(jīng)有許多微定位工 作臺(tái)，大多都是用壓電陶瓷(PZT)作為驅(qū)動(dòng)器，壓電陶瓷具有剛度大，輸出推力 大，頻響快，位移分辨率和精度高等許多優(yōu)點(diǎn)，但單位長(zhǎng)度輸出位移小，所以由 其驅(qū)動(dòng)的工作臺(tái)行程通常也很?。欢嘧杂啥裙ぷ髋_(tái)的自由度之間有耦合，造成控 制復(fù)雜；工作臺(tái)結(jié)構(gòu)不夠緊湊，尺寸太大，整個(gè)工作臺(tái)需要占用較大的空間。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利號(hào)200420103170.4名稱 一種 平面三自由度精密定位平臺(tái)。該專利公開(kāi)了一種三自由度精密定位平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)方 法。此機(jī)構(gòu)包括三個(gè)位移放大機(jī)構(gòu)及其三個(gè)位移傳感器沿輸出平臺(tái)中心向外呈 120度角分布，在一個(gè)平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。由于此專利只設(shè)計(jì)了一級(jí)放大，并且三個(gè)柔 性機(jī)構(gòu)放在同一平面中，行程很小。它采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)，三個(gè)自由度間有耦合。此 外，中國(guó)專利號(hào)01202336.1，名稱三自由度超精密自動(dòng)定位平臺(tái)，該專利中 也采用了三個(gè)一級(jí)位移放大機(jī)構(gòu)，三個(gè)機(jī)構(gòu)采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)，輸出運(yùn)動(dòng)方向均為豎 直方向。所述兩種定位平臺(tái)中，前者只有水平方向的運(yùn)動(dòng)自由度，后者只有豎直 方向的自由度，受此限制下運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上一點(diǎn)不能夠到達(dá)空間任意位置，此外三自 由度并聯(lián)耦合也給控制帶來(lái)了困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種X-Y-Z三自由度串聯(lián)式納米級(jí)微定 位工作臺(tái)，設(shè)計(jì)了兩種多級(jí)放大機(jī)構(gòu)，都可以實(shí)現(xiàn)小體積內(nèi)的較大放大倍數(shù)，三個(gè)自由度形成串聯(lián)結(jié)構(gòu)，沒(méi)有耦合。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，輸出行程范圍大，運(yùn)動(dòng)平 臺(tái)上的一點(diǎn)可以到達(dá)行程范圍內(nèi)的任意一點(diǎn)，可運(yùn)用于各種有嚴(yán)格的空間限制， 較大的位移需求的場(chǎng)合。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明包括基座、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、X向位移放大器、Y向位移放大器、Z向位 移放大器。這里X、 Y、 Z指的是笛卡爾直角坐標(biāo)系的三個(gè)坐標(biāo)軸方向。基座、Z 向位移放大器、Y向位移放大器、X向位移放大器、動(dòng)平臺(tái)按順序依次連接，形
成串聯(lián)結(jié)構(gòu)，各個(gè)自由度之間無(wú)耦合，可以分別控制位移，控制過(guò)程簡(jiǎn)易。運(yùn)動(dòng) 平臺(tái)的輸出位移為各個(gè)位移放大器的位移矢量和。
所述X向位移放大器和Y向位移放大器結(jié)構(gòu)相同，均包括四根剛性直桿聯(lián) 接成的矩形結(jié)構(gòu)框架、矩形內(nèi)部的兩根剛性直桿、 一個(gè)壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器、 一個(gè)微 調(diào)螺釘。組成矩形結(jié)構(gòu)框架的剛性直桿作為這個(gè)矩形的四條邊，相鄰邊以柔性鉸 鏈聯(lián)接。其中一條長(zhǎng)邊作為本方向位移放大器的固定邊，其對(duì)邊作為運(yùn)動(dòng)輸出邊。
固定邊向矩形內(nèi)部伸出一L字形的剛架，此剛架與矩形固定邊為同一個(gè)剛體。剛
架和固定邊之間的空間容納壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器。壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的后端面被從剛架 的螺紋孔旋入的微調(diào)螺釘頂住，前端面頂住第一根剛性直桿中間部位的弧形頂 尖。此第一根剛性直桿作為本方向的第一級(jí)位移放大，其一端用柔性鉸鏈和矩形 固定邊聯(lián)接，另一端用柔性鉸鏈與第二根剛性直桿的中間部位聯(lián)接。此第二根剛
性直桿作為本方向的第二級(jí)位移放大，其一端用柔性鉸鏈與L字形剛架的端部聯(lián)
接，另一端用柔性鉸鏈和矩形固定邊的一條鄰邊聯(lián)接。此鄰邊作為本方向的第三 級(jí)位移放大。
所述Z向位移放大器包括四根剛性直桿聯(lián)接成的矩形結(jié)構(gòu)框架、 一個(gè)直角
三角形構(gòu)件、 一個(gè)陶瓷驅(qū)動(dòng)器、 一個(gè)微調(diào)螺釘。組成矩形結(jié)構(gòu)框架的剛性直桿作 為這個(gè)矩形的四條邊，相鄰邊以柔性鉸鏈聯(lián)接。其中一條短邊作為本方向位移放
大器的固定邊，其對(duì)邊作為運(yùn)動(dòng)輸出邊。固定邊向矩形內(nèi)部伸出一倒n形的剛架， 此剛架與矩形固定邊為同一個(gè)剛體。倒n形剛架里面的空間容納壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)
器。壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的后端面被從剛架的螺紋孔旋入的微調(diào)螺釘頂住，前端面頂 住三角形構(gòu)件一條直角邊的中間部位的弧形頂尖。此剛性直角三角形構(gòu)件作為本方向的第一級(jí)位移放大，其直角頂點(diǎn)與剛架的端部以柔性鉸鏈聯(lián)接，它的另一條 直角邊的端部和矩形固定邊的一條鄰邊以柔性鉸鏈聯(lián)接。此鄰邊作為本方向的第 二級(jí)位移放大。
X向位移放大器和Y向位移放大器運(yùn)動(dòng)時(shí)矩形框水平放置。矩形框內(nèi)與壓 電陶瓷驅(qū)動(dòng)器接觸的直桿為第一根直桿，另一根直桿為第二根。第一根直桿以它 和矩形固定邊的聯(lián)接柔鉸作為支點(diǎn)，壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器推動(dòng)時(shí)第一根直桿圍繞支點(diǎn) 轉(zhuǎn)動(dòng)，從而推動(dòng)第二根直桿。第二根直桿以它和支撐梁的聯(lián)接柔鉸作為支點(diǎn)，受 第一根直桿推動(dòng)時(shí)圍繞這個(gè)支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而推動(dòng)與它聯(lián)接的矩形短邊。此矩形短 邊以其和固定邊的聯(lián)接柔鉸作為支點(diǎn)，受到第二根直桿推動(dòng)時(shí)圍繞此支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)， 從而帶動(dòng)矩形運(yùn)動(dòng)輸出邊做平行于固定邊的運(yùn)動(dòng)。X向位移放大器和Y向位移放 大器都是三級(jí)位移放大。
Z向位移放大器運(yùn)動(dòng)時(shí)矩形框豎直放置，固定邊和運(yùn)動(dòng)輸出邊處于豎直方 向。直角三角形以直角處的柔鉸作為支點(diǎn)，壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器推動(dòng)一條直角邊，使 三角形繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，另一條直角邊向上運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)運(yùn)動(dòng)固定邊的一條鄰邊。這條 鄰邊以其和固定邊的聯(lián)接柔鉸作為支點(diǎn)，受直角三角形推動(dòng)時(shí)圍繞此支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)， 從而帶動(dòng)矩形運(yùn)動(dòng)輸出邊作豎直方向運(yùn)動(dòng)。Z向位移放大器是兩級(jí)位移放大。
所述放大機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)副均使用結(jié)構(gòu)緊湊、無(wú)機(jī)械摩擦、無(wú)間隙的柔性鉸鏈副， 設(shè)計(jì)上應(yīng)確保所有柔性鉸鏈運(yùn)動(dòng)副主要受力為拉力，避免過(guò)大的剪切變形以確保 放大機(jī)構(gòu)的剛度足夠高。
各個(gè)方向的位移放大器均使用相同的層疊壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)器后端 被一微調(diào)螺釘頂住，微調(diào)螺釘作用是調(diào)節(jié)松緊度，施加預(yù)應(yīng)力，調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)初 位移。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點(diǎn)是多級(jí)位移放大，在很小的體積內(nèi)(可小 于45X45X44順)能完成很大的行程輸出(可大于100X 100X 100戶)；所有轉(zhuǎn)
動(dòng)副采用柔性鉸鏈，無(wú)機(jī)械摩擦；自由度之間無(wú)耦合；采用壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器，分 辨率高(納米級(jí))。


圖1為X-Y-Z三自由度串聯(lián)式納米級(jí)微定位工作臺(tái)的立體視圖；圖2為Z向位移放大器的左視圖； 圖3為Y向位移放大器的俯視圖； 圖4為X向位移放大器的立體視其中卜基座；2_ Z向位移放大器；3- Y向位移放大器；4-X向位移放大
器；5-運(yùn)動(dòng)平臺(tái)；第一到第十六剛性直桿6， 7， 8， 13， 14， 15， 17， 20， 21， 22， 23， 25， 28, 29， 30， 31; 12 —倒n形剛架;18， 26—L字形剛架；9一直 角三角形構(gòu)件；IO —第一壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器；19一第二壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器，27-第三 壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器；ll一Z向微調(diào)螺釘；16—Y向微調(diào)螺釘；24-X向微調(diào)螺釘。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案 為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù) 范圍不限于下述的實(shí)施例。
如圖1所示，本實(shí)施例包括基座1， Z向位移放大器2， Y向位移放大器3， X向位移放大器4，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)5，以上各部分按順序依次連接，形成串聯(lián)結(jié)構(gòu)。
如圖2， Z向位移放大器2包括第一剛性直桿6、第二剛性直桿7、第三剛 性直桿8、第四剛性直桿13聯(lián)接成的矩形結(jié)構(gòu)框架，從第一剛性直桿6伸出的 倒n形剛架12，直角三角形構(gòu)件9，第一陶瓷驅(qū)動(dòng)器10， 一個(gè)微調(diào)螺釘11。第一 剛性直桿6為固定部件(固定在基座l上)，第四剛性直桿13為運(yùn)動(dòng)輸出部件。 Z向位移放大器2采用兩級(jí)放大，第一級(jí)為直角三角形構(gòu)件9，直角處柔性鉸鏈 為轉(zhuǎn)動(dòng)支點(diǎn)；第二級(jí)為第三剛性直桿8，其轉(zhuǎn)動(dòng)支點(diǎn)為第三剛性直桿8和第一剛 性直桿6聯(lián)接的柔性鉸鏈。第一壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器10的前端面與直角三角形構(gòu)件 9線接觸，Z向微調(diào)螺釘ll從倒n形剛架12的螺紋孔旋入，頂住第一壓電陶瓷 驅(qū)動(dòng)器10的后端面。
如圖3， Y向位移放大器3包括第五剛性直桿14、第六剛性直桿15、第七 剛性直桿17、第十剛性直桿22聯(lián)接成的矩形結(jié)構(gòu)框架，從第五剛性直桿14伸 出的L字形剛架18，矩形內(nèi)部的第八剛性直桿20、第九剛性直桿21，第二壓電 陶瓷驅(qū)動(dòng)器19、 Y向微調(diào)螺釘16。第七剛性直桿17為固定部件(固定在Z向位 移放大器2的運(yùn)動(dòng)輸出邊13上)，第六剛性直桿15為運(yùn)動(dòng)輸出部件。Y向位移放大器3采用三級(jí)放大機(jī)構(gòu)第八剛性直桿20、第九剛性直桿21、第十剛性直 桿22，它們平行排列，相鄰放大級(jí)的剛性直桿用柔性鉸鏈-桿-柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)聯(lián)
接。這些剛性直桿的一端為柔性鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)副結(jié)構(gòu)，作為轉(zhuǎn)動(dòng)支點(diǎn)。這些放大剛性 直桿的支點(diǎn)柔性鉸鏈橫向布置，避免豎直向布置時(shí)柔性鉸鏈剪切變形過(guò)大而降低
位移放大器的剛性。Y向微調(diào)螺釘16從L字形剛架18的螺紋孔旋入，頂住第二 壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器19的后端面。
如圖4， X向位移放大器4包括第十一剛性直桿23、第十二剛性直桿25、 第十三剛性直桿25、第十六剛性直桿31聯(lián)接成的矩形結(jié)構(gòu)框架，從第十二剛性 直桿25伸出的L字形剛架26，矩形內(nèi)部的第十四剛性直桿29、第十五剛性直桿 30， 一個(gè)壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器27、 一個(gè)微調(diào)螺釘24。第十二剛性直桿25為固定部件 (固定在Y向位移放大器3的運(yùn)動(dòng)輸出邊15上)，第十三剛性直桿25為運(yùn)動(dòng)輸 出部件。X向位移放大器4采用三級(jí)放大機(jī)構(gòu)第十四剛性直桿29、第十五剛性 直桿30、第十六剛性直桿31，它們平行排列，相鄰放大級(jí)的剛性直桿用柔性鉸 鏈-桿-柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)聯(lián)接。這些剛性直桿的一端為柔性鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)副結(jié)構(gòu)，作為轉(zhuǎn) 動(dòng)支點(diǎn)。這些放大剛性直桿的支點(diǎn)柔性鉸鏈橫向布置，避免豎直向布置時(shí)柔性鉸 鏈剪切變形過(guò)大而降低位移放大器的剛性。微調(diào)螺釘24從L字形剛架26的螺紋 孔旋入，頂住第三壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器27的后端面。
串聯(lián)聯(lián)接Z向位移放大器2的第一剛性直桿6用螺釘固定于基座l上，Y 向位移放大器3的第七剛性直桿17用螺釘固定于Z向位移放大器2的第四剛性 直桿13上，X向位移放大器4的第十二剛性直桿25用螺釘固定于Y向位移放大 器3的第六剛性直桿15上，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)5用螺釘固定于X向位移放大器4的第十 三剛性直桿25上。
工作時(shí)，如果給X向位移放大器4的第三壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器27加驅(qū)動(dòng)電壓， 第三壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器27伸長(zhǎng)，伸長(zhǎng)量經(jīng)過(guò)三級(jí)放大后，使X向位移放大器4的 第十三剛性直桿25相對(duì)于第十二剛性直桿25作X方向平移運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)運(yùn)動(dòng) 平臺(tái)5作X方向運(yùn)動(dòng)；如果給Y向位移放大器3的第二壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器19加驅(qū) 動(dòng)電壓，第二壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器19伸長(zhǎng)，伸長(zhǎng)量經(jīng)過(guò)三級(jí)放大后，使Y向位移放 大器3的第六剛性直桿15相對(duì)于第七剛性直桿17作Y方向平移運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)X向位移放大器4和運(yùn)動(dòng)平臺(tái)5作Y方向運(yùn)動(dòng)；如果給Z向位移放大器2
的第一壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器io加驅(qū)動(dòng)電壓，第一壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器10伸長(zhǎng)，伸長(zhǎng)量經(jīng) 過(guò)兩級(jí)放大機(jī)構(gòu)后，使Z向位移放大器4的第四剛性直桿13相對(duì)于第一剛性直 桿6作Z方向平移運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)Y向位移放大器3、 X向位移放大器4和運(yùn)動(dòng) 平臺(tái)5作Z方向運(yùn)動(dòng)。三個(gè)自由度無(wú)耦合，三個(gè)方向的行程均正比于對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)器 的驅(qū)動(dòng)電壓，可分別控制。
本實(shí)施例所選用驅(qū)動(dòng)器尺寸AXBXL=5X5X18鵬，100V驅(qū)動(dòng)電壓下位移
15±10%戶，120 V驅(qū)動(dòng)電壓下達(dá)最大位移18±10%戶，剛度50 iV/戶)。
本實(shí)施例中的位移放大器的主體部分可以線切割加工，材料為鋁合金，整個(gè) 微動(dòng)工作臺(tái)加工簡(jiǎn)易，裝配精度要求低，制造成本低廉。
權(quán)利要求
1、 一種X-Y-Z三自由度串聯(lián)式納米級(jí)微定位工作臺(tái)，其特征在于，包括基座、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、X向位移放大器、Y向位移放大器、Z向位移放大器，所述基座、Z向位移放大器、Y向位移放大器、X向位移放大器、動(dòng)平臺(tái)依次連接，形成串聯(lián)結(jié)構(gòu)，各個(gè)自由度之間分別控制位移，其中所述X向位移放大器和Y向位移放大器結(jié)構(gòu)相同，均包括四根剛性直桿聯(lián)接成的矩形結(jié)構(gòu)框架、矩形內(nèi)部的兩根剛性直桿、一個(gè)壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器、一個(gè)微調(diào)螺釘，組成矩形結(jié)構(gòu)框架的剛性直桿作為這個(gè)矩形的四條邊，相鄰邊以柔性鉸鏈聯(lián)接，其中一條長(zhǎng)邊作為本方向位移放大器的固定邊，其對(duì)邊作為運(yùn)動(dòng)輸出邊，固定邊向矩形內(nèi)部伸出一L字形的剛架，此剛架與矩形固定邊為同一個(gè)剛體，剛架和固定邊之間的空間設(shè)置壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器，壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的后端面被從剛架的螺紋孔旋入的微調(diào)螺釘頂住，前端面頂住第一根剛性直桿中間部位的弧形頂尖，此第一根剛性直桿作為本方向的第一級(jí)位移放大，其一端用柔性鉸鏈和矩形固定邊聯(lián)接，另一端用柔性鉸鏈與第二根剛性直桿的中間部位聯(lián)接，此第二根剛性直桿作為本方向的第二級(jí)位移放大，其一端用柔性鉸鏈與L字形剛架的端部聯(lián)接，另一端用柔性鉸鏈和矩形固定邊的一條鄰邊聯(lián)接，此鄰邊作為本方向的第三級(jí)位移放大；所述Z向位移放大器包括四根剛性直桿聯(lián)接成的矩形結(jié)構(gòu)框架、一個(gè)直角三角形剛性構(gòu)件、一個(gè)陶瓷驅(qū)動(dòng)器、一個(gè)微調(diào)螺釘，組成矩形結(jié)構(gòu)框架的剛性直桿作為這個(gè)矩形的四條邊，相鄰邊以柔性鉸鏈聯(lián)接，其中一條短邊作為本方向位移放大器的固定邊，其對(duì)邊作為運(yùn)動(dòng)輸出邊，固定邊向矩形內(nèi)部伸出一倒П形的剛架，此剛架與矩形固定邊為同一個(gè)剛體，倒П形剛架里面的空間設(shè)置壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器，壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的后端面被從剛架的螺紋孔旋入的微調(diào)螺釘頂住，前端面頂住三角形構(gòu)件一條直角邊的中間部位的弧形頂尖，此剛性直角三角形構(gòu)件作為本方向的第一級(jí)位移放大，其直角頂點(diǎn)與剛架的端部以柔性鉸鏈聯(lián)接，它的另一條直角邊的端部和矩形固定邊的一條鄰邊以柔性鉸鏈聯(lián)接，此鄰邊作為本方向的第二級(jí)位移放大。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的X-Y-Z三自由度串聯(lián)式納米級(jí)微定位工作臺(tái)，其特征是，所述X向位移放大器的壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器上加驅(qū)動(dòng)電壓后，壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器伸長(zhǎng)，伸長(zhǎng)量經(jīng)過(guò)三級(jí)放大后，使x向位移放大器的運(yùn)動(dòng)輸出邊相對(duì)于固定邊作X方向平移運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)作X方向運(yùn)動(dòng)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的X-Y-Z三自由度串聯(lián)式納米級(jí)微定位工作臺(tái)，其 特征是，所述Y向位移放大器的壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器上加驅(qū)動(dòng)電壓后，壓電陶瓷驅(qū)動(dòng) 器伸長(zhǎng)，伸長(zhǎng)量經(jīng)過(guò)三級(jí)放大后，使Y向位移放大器的運(yùn)動(dòng)輸出邊相對(duì)于固定邊 作Y方向平移運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)X向位移放大器和運(yùn)動(dòng)平臺(tái)作Y方向運(yùn)動(dòng)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的X-Y-Z三自由度串聯(lián)式納米級(jí)微定位工作臺(tái)，其 特征是，所述Z向位移放大器的壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器上加上驅(qū)動(dòng)電壓后，壓電陶瓷驅(qū) 動(dòng)器伸長(zhǎng)，伸長(zhǎng)量經(jīng)過(guò)兩級(jí)放大機(jī)構(gòu)后，使Z向位移放大器的運(yùn)動(dòng)輸出邊相對(duì)于 固定邊作Z方向平移運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)Y向位移放大器、X向位移放大器和運(yùn)動(dòng)平 臺(tái)作Z方向運(yùn)動(dòng)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的X-Y-Z三自由度串聯(lián)式納米級(jí)微定位工作臺(tái)，其 特征是，所述的X、 Y、 Z方向的行程均正比于對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)電壓。
全文摘要
一種X-Y-Z三自由度串聯(lián)式納米級(jí)微定位工作臺(tái)，包括基座、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、X向位移放大器、Y向位移放大器、Z向位移放大器，所述基座、Z向位移放大器、Y向位移放大器、X向位移放大器、動(dòng)平臺(tái)依次連接，形成串聯(lián)結(jié)構(gòu)，各個(gè)自由度之間分別控制位移，其中X向位移放大器和Y向位移放大器結(jié)構(gòu)相同。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，輸出行程范圍大，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的一點(diǎn)可以到達(dá)行程范圍內(nèi)的任意一點(diǎn)，可運(yùn)用于各種有嚴(yán)格的空間限制，較大的位移需求的場(chǎng)合。
文檔編號(hào)G12B9/08GK101286369SQ20081003855
公開(kāi)日2008年10月15日 申請(qǐng)日期2008年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月5日
發(fā)明者馮愷愷, 劉品寬, 徐博強(qiáng), 龍旦風(fēng) 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)