The invention discloses a three axis excitation device which can load the impact load on the MEMS micro structure, including a sleeve, a stack of piezoelectric ceramics, a pressure sensor, an upper, a lower joint block and a MEMS microstructure, and an electric screw driver with a support plate and a wire mother and a lower connection block in the sleeve. There are spherical convex and spherical grooves that cooperate with each other; stack piezoelectric ceramics are sandwiched between the pressure sensor and the elastic support; the ball head plunger is arranged on the upper connection block, and the outer end is inserted into the rectangular groove on the inner wall of the sleeve, and the guide shaft passing through the lower joint is distributed in the sleeve. The device can more flexibly apply different sizes of pre tightening force to stack piezoelectric ceramics, make the measured value of pre tightening force more accurate, and make the adjustment process of the parallel degree error of the two working surface of the compensatory piled piezoelectric ceramic become smoother and smooth, and reduce the shear force between the layers of the piled piezoelectric ceramic, and it is easy to reduce the shear force between the various layers of the piled piezoelectric ceramics. Test the dynamic characteristic parameters of MEMS microstructures.
【技术实现步骤摘要】
一种可对MEMS微结构加载冲击载荷的三轴式激励装置
本专利技术属于微型机械电子系统
,特别涉及一种可对MEMS微结构加载冲击载荷的三轴式激励装置。
技术介绍
由于MEMS微器件具有成本低、体积小和重量轻等优点,使其在汽车、航空航天、信息通讯、生物化学、医疗、自动控制和国防等诸多领域都有着广泛的应用前景。对于很多MEMS器件来说,其内部微结构的微小位移和微小变形是器件功能实现的基础,因此对这些微结构的振幅、固有频率、阻尼比等动态特性参数进行精确测试已经成为开发MEMS产品的重要内容。为了测试微结构的动态特性参数,首先需要使微结构产生振动,也就是需要对微结构进行激励。由于MEMS微结构具有尺寸小、重量轻和固有频率高等特点,传统机械模态测试中的激励方法和激励装置无法被应用在MEMS微结构的振动激励当中。近三十年来,国内外的研究人员针对MEMS微结构的振动激励方法进行了大量的探索,研究出了一些可用于MEMS微结构的激励方法以及相应的激励装置。其中,以叠堆压电陶瓷作为激励源的底座激励装置具备激励带宽较大,装置简单、易操作,以及适用性强等优点,因此在MEMS微结构动态特性测试领域得到了广泛的应用。David等在《Abaseexcitationtestfacilityfordynamictestingofmicrosystems》一文中介绍了一种基于压电陶瓷的底座激励装置,在该装置中叠堆压电陶瓷被直接粘接在一个固定的底座上,由于叠堆压电陶瓷是一种多层粘接结构,所以叠堆压电陶瓷能够承受较大的压力,但不能承受拉力,拉力会导致叠堆压电陶瓷的损坏,当叠堆压电陶瓷在使用时, ...
【技术保护点】
一种可对MEMS微结构加载冲击载荷的三轴式激励装置,包括套筒,在套筒内设有叠堆压电陶瓷、压力传感器、上联接块和下联接块,在套筒上面设有弹性支撑件和MEMS微结构,其特征是:在套筒上面设有环形顶板,所述MEMS微结构通过弹性支撑件安装在环形顶板上;在套筒内下部设有支撑板,在支撑板中心沿竖直方向安装有电动丝杠传动机构,电动丝杠传动机构的丝母与下联接块连接,用于带动下联接块上下移动;在上联接块和下联接块的相对面上分别设有相互配合的球面凸起和球面凹槽,所述球面凸起插入球面凹槽内且球面凸起的曲率半径小于球面凹槽的曲率半径,使上联接块和下联接块之间形成点接触;所述压力传感器镶装在上联接块顶面的中心孔内,叠堆压电陶瓷夹持在压力传感器与弹性支撑件之间;在上联接块外缘圆周均布连接有球头柱塞,球头柱塞外端的钢珠分别顶入到沿圆周方向均布在套筒内壁的矩形凹槽内,用于辅助上联接块补偿叠堆压电陶瓷两工作表面平行度误差的调节;在套筒内沿圆周方向均布设有导向轴,导向轴通过间隙配合穿过设置在下联接块下端的法兰盘上均布的导向孔,用于保证下联接块上下移动时的水平度。
【技术特征摘要】
1.一种可对MEMS微结构加载冲击载荷的三轴式激励装置,包括套筒,在套筒内设有叠堆压电陶瓷、压力传感器、上联接块和下联接块,在套筒上面设有弹性支撑件和MEMS微结构,其特征是:在套筒上面设有环形顶板,所述MEMS微结构通过弹性支撑件安装在环形顶板上;在套筒内下部设有支撑板,在支撑板中心沿竖直方向安装有电动丝杠传动机构,电动丝杠传动机构的丝母与下联接块连接,用于带动下联接块上下移动;在上联接块和下联接块的相对面上分别设有相互配合的球面凸起和球面凹槽,所述球面凸起插入球面凹槽内且球面凸起的曲率半径小于球面凹槽的曲率半径,使上联接块和下联接块之间形成点接触;所述压力传感器镶装在上联接块顶面的中心孔内,叠堆压电陶瓷夹持在压力传感器与弹性支撑件之间;在上联接块外缘圆周均布连接有球头柱塞,球头柱塞外端的钢珠分别顶入到沿圆周方向均布在套筒内壁的矩形凹槽内,用于辅助上联接块补偿叠堆压电陶瓷两工作表面平行度误差的调节;在套筒内沿圆周方向均布设有导向轴,导向轴通过间隙配合穿过设置在下联接块下端的法兰盘上均布的导向孔,用于保证下联接块上下移动时的水平度。2.根据权利要求1所述的一种可对MEMS微结构加载冲击载荷的三轴式激励装置,其特征是:在上联接块外缘圆周均布连接有调节杆,调节杆外端分别由沿圆周方向均布在套筒壁上的长孔伸出;用于实现测试后上联接块的复位。3.根据权利要求1所述的一种可对MEMS微结构加载冲击载荷的三轴式激励装置,其特征是:所述弹性支撑件是由一个圆柱形压片和圆周均布在压片外缘的三个支撑臂构成,所述支撑臂的厚度小于压片的厚度;以减小压片的变形量...
【专利技术属性】
技术研发人员:佘东生,于震,魏洪峰,周建壮,刘继行,王天一,
申请(专利权)人:渤海大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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