本发明专利技术提供一种精密致动装置，用于在至少两个方向上实现精密致动，包括：第一移动部件，具有在其内部形成的安装空间；第一移动部件具有上表面和内侧面，安装空间从上表面向第一移动部件的内部凹入并朝向上表面敞开，并且安装空间的周边由内侧面限定；第一精密驱动机构，与第一移动部件传动连接，第一精密驱动机构用于驱动第一移动部件沿第一方向运动；第二移动部件和第二精密驱动机构，布置且保持在安装空间内，以便能够随第一移动部件一起沿第一方向运动；第二精密驱动机构与第二移动部件传动连接，用于驱动第二移动部件在安装空间内沿不同于第一方向的第二方向运动。本发明专利技术的精密致动装置结构设计紧凑、精密致动装置占用体积小、移动范围大。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及精密致动
，特别是涉及一种精密致动装置。
技术介绍
精密致动是指控制目标沿特定方向实现微纳米量级的运动(移动或者转动)的技术，作为核心技术在表面分析、微纳加工、光学调整、细胞操纵等领域有着广泛的应用。精密致动机制的发展经历了由最初的机械驱动型，如杠杆式、差分螺丝式、差分弹簧式等，到现在的步进电机驱动型，如虱式爬行式，蠕虫爬行式、惯性滑动式等两个发展阶段，现在比较成熟的精密致动机制一般是通过压电陶瓷步进电机来实现的。多自由度精密致动机构可以同时实现多个自由度上的微纳米量级的移动或者转动控制。比如二维精密移动机构可以精确地控制定位至二维平面上的目标位置，三维精密转动机构可以精确的控制定位到三维空间的目标角度等。现有的多自由度精密致动机构，比如二维精密移动机构，往往具有体积大，移动范围小的缺点。这不但降低了多自由度精密致动机构整体的稳定性，而且极大地限制了其在表面分析、微纳加工、光学调整、细胞操纵等领域的应用。另外，在现有的精密致动机构中，往往选用磁力将驱动部件和精密移动机构固定在一起，这极大的限制了精密致动装置在磁场环境下的应用。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是要提供一种精密致动装置。本专利技术的精密致动装置结构设计更加紧凑、精密致动装置占用体积小、移动范围大。根据本专利技术的一个方面，提供了一种精密致动装置，用于在至少两个方向上实现精密致动，包括:第一移动部件，具有在其内部形成的安装空间；其中，第一移动部件具有上表面和内侧面，安装空间从上表面向第一移动部件的内部凹入并朝向上表面敞开，并且安装空间的周边由内侧面限定；第一精密驱动机构，与第一移动部件传动连接，第一精密驱动机构用于驱动第一移动部件沿第一方向运动；第二移动部件和第二精密驱动机构，布置且保持在安装空间内，以便能够随第一移动部件一起沿第一方向运动；其中，第二精密驱动机构与第二移动部件传动连接，用于驱动第二移动部件在安装空间内沿不同于第一方向的第二方向运动。进一步地，第一移动部件形成为扁平状块体并基本上处于由具有一厚度的延伸平面所构成的延伸空间内；其中，第一移动部件沿第一方向的运动位于所述延伸空间内；优选地，第二移动部件形成为扁平状块体并基本上在延伸空间内延伸；其中，第二移动部件沿第二方向的运动位于延伸空间内；进一步优选地，第一精密驱动机构和第二精密驱动机构位于延伸空间内。进一步地，第一方向是第一直线方向；并且，第二方向是与第一直线方向在同一平面内相互垂直的第二直线方向，或者是绕与延伸平面垂直的旋转轴线在延伸空间内进行旋转的的旋转方向。进一步地，在第一精密驱动机构与第一移动部件之间，和/或在第二精密驱动机构与第二移动部件之间，形成有导向限位结构，用于引导第一和/或第二移动部件相对于对应的第一和/或第二精密驱动机构仅能够沿对应的第一和/或第二方向移动；优选地，第一和/或第二移动部件仅被对应的第一和/或第二精密驱动机构借助导向限位结构可移动地保持。进一步地，导向限位结构包括:导向槽；和滑动块，用于与导向槽相配合并设置在导向槽中；其中，第一和/或第二精密驱动机构形成有导向槽和滑动块中的一种，第一和/或第二移动部件形成有导向槽和滑动块中的另一种。进一步地，形成在第一和/或第二精密驱动机构处的导向槽或滑动块同时形成为第一和/或第二精密驱动机构的用于致动对应的第一和/或第二移动部件的致动头。进一步地，还包括弹性元件，用于产生将第一精密驱动机构压靠至第一移动部件的弹力。进一步地，第二精密驱动机构安装并保持在第一移动部件的内侧面处；进一步地，安装空间包括在内侧面处形成的安装凹槽，用于容纳并保持第二精密驱动机构；安装凹槽在背向内侧面的方向上开口，第二精密驱动机构的一部分伸出安装凹槽以保持第二移动部件。进一步优选地,安装凹槽的一部分朝向第一移动部件的上表面的方向敞开。进一步地，第二精密驱动机构包括多个第二驱动部件，多个第二驱动部件围绕第二移动部件的周边设置；和/或第一精密驱动机构包括多个第一驱动部件，多个第一驱动部件围绕第一移动部件的周边设置。进一步地，第一移动部件具有相互平行的两条直线侧边，第一方向与第一移动部件的两条直线侧边平行；多个第一驱动部件分别沿第一移动部件的两条直线侧边分布在第一移动部件的两侧；和/或第二移动部件具有相互平行的两条直线侧边，第二方向与第二移动部件的两条直线侧边平行；多个第二驱动部件分别沿第二移动部件的两条直线侧边分布在第二移动部件的两侧；或第二移动部件为圆盘形，多个第二驱动部件沿第二移动部件的圆周均匀分布。进一步地，第一驱动部件和第二驱动部件具有用于提供驱动力的压电陶瓷；并且第一驱动部件和第二驱动部件构造成产生与对应的第一和第二移动部件之间的接触面相切的驱动力。将沿一个方向的第二移动部件集成在另一个方向的第一移动部件的内部，使其结构更加紧凑，这样也可以极大地降低整个精密致动装置的体积，并且精密致动装置双向的移动范围变大，并且精密致动装置的稳定性和整体性能得到了提高。根据下文结合附图对本专利技术具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本专利技术的上述以及其他目的、优点和特征。【附图说明】后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本专利技术的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中:图1是根据本专利技术一个实施例的精密致动装置的主视图；图2是图1所示精密致动装置的侧视图；图3是图1所示精密致动装置的立体图；图4是根据本专利技术另一个实施例的精密致动装置的主视图；图5是根据本专利技术另一个实施例的精密致动装置的主视图；图6是根据本专利技术另一个实施例的聚焦离子束刻蚀(FIB)系统的立体图。【具体实施方式】图1-图3是根据本专利技术一个实施例的精密致动装置的示意图。本实施例的精密致动装置可以应用在表面分析、微纳加工、光学调整、细胞操纵等领域。图1中只示出了精密致动装置的核心部件，其外部的壳体以及电路线等并未示出。本实施例中的精密致动装置可以在两个方向上实现精密致动。该精密致动装置可以设置有第一移动部件10、第一精密驱动机构11、第二移动部件20和第二精密驱动机构21。第一移动部件10和第二移动部件20分别朝两个方向进行精密移动。第一移动部件10的内部形成有安装空间101，第一移动部件具有上表面102、下表面105和内侧面103，安装空间101从上表面102朝着下表面105向第一移动部件10的内部凹入并朝向上表面102敞开，并且安装空间101的周边由内侧面103限定。在图1所示实施例中，上述的安装空间101穿透第一移动部件10的整个厚度，而形成为沿第一移动部件10的厚度方向通透的空间；在其它实施例中，该安装空间101也可以是从第一移动部件10的上表面102向下延伸第一移动部件10的部分厚度，而形成为内部凹槽状的安装空间。第一精密驱动机构11与第一移动部件10之间传动连接，第一精密驱动机构11用于驱动第一移动部件10沿第一方向Al运动。在图1中，该第一方向Al可以为沿图1的纸面的竖向的直线方向。第二移动部件20和第二精密驱动机构21均布置且保持在安装空间101内。第二移动部件20和第二精密驱动机构21能够随第一移动部件10 —起沿第一方向Al运动。第二移动部本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种精密致动装置，用于在至少两个方向上实现精密致动，包括：第一移动部件(10)，具有在其内部形成的安装空间(101)；其中，所述第一移动部件具有上表面(102)和内侧面(103)，所述安装空间(101)从所述上表面(102)向所述第一移动部件(10)的内部凹入并朝向所述上表面(102)敞开，并且所述安装空间(101)的周边由所述内侧面(103)限定；第一精密驱动机构(11)，与所述第一移动部件(10)传动连接，所述第一精密驱动机构(11)用于驱动所述第一移动部件(10)沿第一方向运动；第二移动部件(20)和第二精密驱动机构(21)，布置且保持在所述安装空间(101)内，以便能够随所述第一移动部件(10)一起沿所述第一方向运动；其中，所述第二精密驱动机构(21)与所述第二移动部件(20)传动连接，用于驱动所述第二移动部件(20)在所述安装空间内沿不同于所述第一方向的第二方向运动。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：武荣庭，郇庆，闫凌昊，任俊海，吴泽宾，高鸿钧，
申请(专利权)人：中国科学院物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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