电阻应变反馈式闭环二维柔性铰链工作台，其特征在于设有平台座、移动平台、二维柔性铰链、压电陶瓷驱动器和电阻应变式位移传感器；移动平台设有横向移动平台和纵向移动平台，二维柔性铰链设有４个横向柔性铰链和４个纵向柔性铰链，压电陶瓷驱动器设有横向压电陶瓷驱动器和纵向压电陶瓷驱动器，电阻应变式位移传感器设有横向电阻应变式位移传感器和纵向电阻应变式位移传感器； ４个横向柔性铰链设于平台座与横向移动平台之间，４个纵向柔性铰链设于平台座与横向移动平台之间，横向压电陶瓷驱动器和纵向压电陶瓷 驱动器分别设于平台座的横向和纵向上并顶触横向移动平台和纵向移动平台，横向电阻应变式位移传感器设有２片横向拉伸电阻应变片和２片横向压缩电阻应变片，２片横向拉伸电阻应变片和２片横向压缩电阻应变片分别设在４个横向柔性铰链上，纵向电阻应变式位移传感器设有２片纵向拉伸电阻应变片和２片纵向压缩电阻应变片，２片纵向拉伸电阻应变片和２片纵向压缩电阻应变片分别设在４个纵向柔性铰链上，２片横向拉伸电阻应变片和２片横向压缩电阻应变片构成桥式电路，２片纵向拉伸电阻应变片和２片纵向压缩电阻应变片构成桥式电路。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种工作台，尤其是涉及一种由压电陶瓷驱动的电阻应变反馈式闭环二维柔 性铰链工作台。
技术介绍
在超精密加工及测量的设备中，多采用压电陶瓷驱动的柔性铰链工作台来实现纳米驱动 及定位。由于压电陶瓷本身存在迟滞、蠕变和非线性等问题，使其精度及定位稳定性受到限 制，因此需采用精密位移传感器对工作台进行闭环反馈控制，以提高精度。目前应用较多的 是与工作台集成一体结构的电容位移传感器，由于电容传感器受电磁场、边缘效应、环境温 度等变化影响较大，而且电容传感器在工作台上的安装本身存在着较大的困难，电容传感器自身精度就很难保证，更难以保证工作台的精度。公告号为CN1374563的专利技术专利提供一种阵列式集成电路光刻系统中的精密工作台结构 属于集成电路的微细工程制造领域，设有微动转台，与该转台同轴连接的转台底座，固定 在该底座上的转台推动架，与该转台相连且X、 Y向各贴有平面镜的X向往复运动小工作台， 以导轨气垫支撑该X向小工作台的X向空气静压导轨，与该X向导轨相连的Y向运动工作台， 以导轨气垫支撑Y向运动工作台的Y向空气静压导轨，固定在该Y向导轨上的Y向运动工作台 微动机构，经支撑导轨带动该Y向空气静压导轨运动的滚珠丝杠，以及与滚珠丝杠连接的弹 性防振工作台。上述转台推动架和Y向工作台微动机构都是用压电体驱动的，X、 Y向工作台 都是丁字型。它具有系统精度高，运动速度快，工作平稳，使用寿命长，维护容易等优点， 既可保证扫描精度又提高了光刻效率。公开号为CN1597249的专利技术专利申请提供一种用于平面磨削主动控制的新型数控纳米级 微定位工作平台。三自由度纳米级微定位工作台，主要由三个可以沿轴向发生位移变化的压 电陶瓷驱动器以及三个圆形凹槽弹性铰链等构成，每个驱动器的上部装有球形接头并与弹性 铰链形成赫兹接触。弹性铰链、弹性预紧环以及立柱固连在一起构成预紧机构，弹性预紧环 通过螺栓和动平台连接。立柱与预紧机构和底座刚性连接成为一整体结构。每个位移传感器 的两个极板通过各自的固定支架分别固定于弹性预紧环和底座上，并与压电陶瓷驱动器相互 间隔60°。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的位移工作台精度及稳定性较低的问题，提供一种位移精度高、 定位稳定性好的电阻应变反馈式闭环二维柔性铰链工作台。本专利技术设有平台座、移动平台、二维柔性铰链、压电陶瓷驱动器和电阻应变式位移传感 器；移动平台设有横向移动平台和纵向移动平台，二维柔性铰链设有4个横向柔性铰链和4 个纵向柔性铰链，压电陶瓷驱动器设有横向压电陶瓷驱动器和纵向压电陶瓷驱动器，电阻应 变式位移传感器设有横向电阻应变式位移传感器和纵向电阻应变式位移传感器；4个横向柔性铰链设于平台座与横向移动平台之间，4个纵向柔性铰链设于平台座与横向 移动平台之间，横向压电陶瓷驱动器和纵向压电陶瓷驱动器分别设于平台座的横向和纵向上 并顶触横向移动平台和纵向移动平台，横向电阻应变式位移传感器设有2片横向拉伸电阻应 变片和2片横向压縮电阻应变片，2片横向拉伸电阻应变片和2片横向压縮电阻应变片分别 设在4个横向柔性铰链上，纵向电阻应变式位移传感器设有2片纵向拉伸电阻应变片和2片 纵向压縮电阻应变片，2片纵向拉伸电阻应变片和2片纵向压縮电阻应变片分别设在4个纵 向柔性铰链上，2片横向拉伸电阻应变片和2片横向压縮电阻应变片构成桥式电路，2片纵向 拉伸电阻应变片和2片纵向压縮电阻应变片构成桥式电路。横向柔性铰链和纵向柔性铰链最好均为平面式柔性铰链，横向柔性铰链和纵向柔性铰链 最好均设有应变敏感槽，电阻应变片粘贴在应变敏感槽上。4个横向柔性铰链最好呈均布对称设置，4个纵向柔性铰链最好呈均布对称设置。本专利技术具有以下突出的特点将工作台铰链做了变形处理，方便贴片；电阻应变片处在 应变敏感槽上，使电阻应变片对位移较敏感；应变片采用两压缩和两拉伸方式，并分别构成电桥的两臂；传感器与压电陶瓷驱动的二维柔性铰链工作台集成一体，结构紧凑、驱动精度 高，定位稳定性好。与现有采用电容位移传感器的二维柔性铰链工作台比较，本专利技术的电阻应变式位移传感 器具有测量精度高，动态特性好，电阻应变片构成桥式电路输出，使电阻应变式位移传感器 的电阻大小与位移间保持线性关系，可实现工作台的闭环控制，以提高工作台的驱动精度和 长时间工作定位的稳定性，达到精密测量。上述二维柔性铰链工作台的结构可将电阻应变式 位移传感器与二维柔性铰链工作台构成一体结构，并按压縮与拉伸的不同位置粘附应变片， 组成桥式测量电路，当工作台有微小位移时，应变片的阻值发生相应的变化，使电桥电路的 输出与二维柔性铰链工作台的微位移间建立线性关系，实现对工作台微小位移测量的目的。 并以此输出信号反馈给柔性铰链驱动器，实现定位的精确性。附图说明图1为本专利技术实施例的结构示意图。图2为本专利技术实施例的横向电阻应变式位移传感器的电阻应变片构成的桥式电路组成示意图。图3为本专利技术实施例的纵向电阻应变式位移传感器的电阻应变片构成的桥式电路组成示 意图。图4为本专利技术实施例的二维柔性铰链的敏感槽及电阻应变片粘贴示意图。 具体实施例方式参见图1 3，本专利技术设有平台座3、移动平台、二维柔性铰链、压电陶瓷驱动器和电阻应 变式位移传感器。二维柔性铰链设有4个横向柔性铰链11和4个纵向柔性铰链12，压电陶瓷驱动器设有 横向压电陶瓷驱动器2和纵向压电陶瓷驱动器5，移动平台设有横向移动平台4和纵向移动 平台7，电阻应变式位移传感器设有横向电阻应变式位移传感器及纵向电阻应变式位移传感 器。4个横向柔性铰链11设于平台座3与横向移动平台4之间，并呈均布对称设置；纵向柔 性铰链12设于平台座3与纵向移动平台4之间，并呈均布对称设置。横向压电陶瓷驱动器2 和纵向压电陶瓷驱动器5分别设于平台座3的横向和纵向上并顶触横向移动平台4和纵向移 动平台7，横向电阻应变式位移传感器设有2片横向拉伸电阻应变片81和2片横向压縮电阻 应变片82， 2片横向拉伸电阻应变片81和2片横向压縮电阻应变片82设在4个横向柔性铰 链11上，纵向电阻应变式位移传感器设有2片纵向拉伸电阻应变片83和2片纵向压縮电阻 应变片84， 2片纵向拉伸电阻应变片83和2片纵向压縮电阻应变片84设在4个纵向柔性铰 链12上，2片横向拉伸电阻应变片81和2片横向压縮电阻应变片82构成桥式输出电路，2 片纵向拉伸电阻应变片83和2片纵向压縮电阻应变片84构成桥式电路。平台座3通过4个 安装螺栓孔6外固在机床上。参见图4，横向柔性铰链ll的曲率为无限大并设有应变敏感槽lll的平面式柔性铰链，横 向拉伸电阻应变片81粘贴在应变敏感槽111上。各个柔性铰链均为相同结构。权利要求1、电阻应变反馈式闭环二维柔性铰链工作台，其特征在于设有平台座、移动平台、二维柔性铰链、压电陶瓷驱动器和电阻应变式位移传感器；移动平台设有横向移动平台和纵向移动平台，二维柔性铰链设有4个横向柔性铰链和4个纵向柔性铰链，压电陶瓷驱动器设有横向压电陶瓷驱动器和纵向压电陶瓷驱动器，电阻应变式位移传感器设有横向电阻应变式位移传感器和纵向电阻应变式位移传感器；4个横向柔性铰链设于平台座与横向移动平台之间，4个纵向柔性铰链设于平台座与横向移动平台之间，横向压电陶瓷驱动器和纵向压电陶瓷驱动器分别本文档来自技高网...
【技术保护点】
电阻应变反馈式闭环二维柔性铰链工作台，其特征在于设有平台座、移动平台、二维柔性铰链、压电陶瓷驱动器和电阻应变式位移传感器；移动平台设有横向移动平台和纵向移动平台，二维柔性铰链设有４个横向柔性铰链和４个纵向柔性铰链，压电陶瓷驱动器设有横向压电陶瓷驱动器和纵向压电陶瓷驱动器，电阻应变式位移传感器设有横向电阻应变式位移传感器和纵向电阻应变式位移传感器； ４个横向柔性铰链设于平台座与横向移动平台之间，４个纵向柔性铰链设于平台座与横向移动平台之间，横向压电陶瓷驱动器和纵向压电陶瓷驱动器分别设于平台座的横向和纵向上并顶触横向移动平台和纵向移动平台，横向电阻应变式位移传感器设有２片横向拉伸电阻应变片和２片横向压缩电阻应变片，２片横向拉伸电阻应变片和２片横向压缩电阻应变片分别设在４个横向柔性铰链上，纵向电阻应变式位移传感器设有２片纵向拉伸电阻应变片和２片纵向压缩电阻应变片，２片纵向拉伸电阻应变片和２片纵向压缩电阻应变片分别设在４个纵向柔性铰链上，２片横向拉伸电阻应变片和２片横向压缩电阻应变片构成桥式电路，２片纵向拉伸电阻应变片和２片纵向压缩电阻应变片构成桥式电路。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张建寰，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：92
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。