具有解耦功能的大偏转角压电二维指向机构及驱动方法技术

具有解耦功能的大偏转角压电二维指向机构及驱动方法，该指向机构包括底座，通过四个下端螺栓固定在底座上的套筒，套筒内腔设置有四个压电堆，四个压电堆分别配有弧形帽，其中两个压电堆沿x轴设置，另两个压电堆沿y轴设置，套筒的另一端通过四个上端螺栓连接有解耦平台，解耦平台一体化设计有平台、四个解耦柔性铰链以及四个杠杆放大机构，其中，解耦柔性铰链由上下两个正交设置的矩形柔性铰链构成，其下端矩形柔性铰与杠杆放大机构连接，通过预紧四个上端螺栓和四个下端螺栓可以给四个压电堆以及弧形帽提供预紧力；本发明专利技术还提供驱动平台绕x轴和y轴偏转的方法；具有结构紧凑、关键零件均采用慢走丝线切割工艺加工，精度较高，装配简单。

Large deflection angle piezoelectric two dimensional pointing mechanism with decoupling function and its actuation method

The large deflection angle with decoupling function of piezoelectric actuator and method of two-dimensional pointing mechanism, the pointing mechanism comprises a base, a lower fixing sleeve four through bolts on the base, the sleeve cavity is provided with four piezoelectric stack, four piezoelectric stack equipped with arc cap, two of which are arranged along the X piezoelectric stack the other two axis piezoelectric stack arranged along the Y axis, the other end of the sleeve is connected with a decoupling platform through four upper bolts, decoupling integrated design platform, platform four decoupling flexible hinge and four lever amplification mechanism, wherein, the rectangular flexible hinge flexible hinge on decoupling set by two orthogonal. The lower end of the rectangular flexible hinge is connected with the lever amplification mechanism, through pre tightening four upper bolt and four lower bolts can give four piezoelectric stack and arc cap provide pretightening force; the invention also provides a drive around the platform Methods X and Y axis deflection; has the advantages of compact structure, key parts are made of wire cutting processing, high precision, simple assembly.

【技术实现步骤摘要】
具有解耦功能的大偏转角压电二维指向机构及作动方法
本专利技术属于压电驱动机构
，具体涉及一种具有解耦功能的大偏转角压电二维指向机构及作动方法。
技术介绍
随着航空航天技术的发展，为实现新一代高质量的星间激光通讯及星地微波通讯，亟需一种具有大偏角范围、高偏角分辨率和高可靠性的二维指向机构对激光光路以及空间天线指向进行大范围、快速、高精度调节。以往传统的压电二维指向机构虽然具有较高的偏转角分辨率，但却存在以下两个缺点：第一，传统机构在两个调整维度间存在严重机械耦合，使得两个维度的角度调节相互影响，难以获得高精度控制能力；第二，受限于压电材料微小位移输出特性，传统机构的偏转角调节范围通常较小。
技术实现思路
为了克服上述现有技术存在的问题，本专利技术旨在提供一种具有解耦功能的高精度大偏转角压电二维指向机构，通过在偏转平台底部布置两对解耦柔性铰链使其在两个维度的调节实现解耦，同时采用由柔性铰链连接的杠杆放大机构将压电材料的微小输出位移进行放大，使得机构能够实现大偏转角输出，此外，偏转平台、解耦柔性铰链及杠杆放大机构三者为一体化设计，从而提高了机械传动精度从而使得机构具有高精度偏转角输出的能本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有解耦功能的大偏转角压电二维指向机构，其特征在于：包括底盖(1)，固定在底盖(1)上的套筒(2)，套筒(2)的内腔设置有四个沿圆周均匀布置的压电堆，四个压电堆均为竖向布置，其一端坐在基座(1)上，另一端均设置有相应的弧形帽，所述四个压电堆及弧形帽中，第一压电堆(301)和第三压电堆(303)以及与其对应的第一弧形帽(401)和第三弧形帽(403)设置在沿X轴方向，第二压电堆(302)和第四压电堆(304)以及与其对应的第二弧形帽(402)和第四弧形帽(404)设置在沿Y轴方向，所述套筒(2)的另一端连接有解耦平台(5)，所述解耦平台(5)的上端设置有平台(505)，平台(505)的下侧沿圆周...

【技术特征摘要】
1.具有解耦功能的大偏转角压电二维指向机构，其特征在于：包括底盖(1)，固定在底盖(1)上的套筒(2)，套筒(2)的内腔设置有四个沿圆周均匀布置的压电堆，四个压电堆均为竖向布置，其一端坐在基座(1)上，另一端均设置有相应的弧形帽，所述四个压电堆及弧形帽中，第一压电堆(301)和第三压电堆(303)以及与其对应的第一弧形帽(401)和第三弧形帽(403)设置在沿X轴方向，第二压电堆(302)和第四压电堆(304)以及与其对应的第二弧形帽(402)和第四弧形帽(404)设置在沿Y轴方向，所述套筒(2)的另一端连接有解耦平台(5)，所述解耦平台(5)的上端设置有平台(505)，平台(505)的下侧沿圆周位置均匀布置有四个相同结构的解耦柔性铰链，所述四个解耦柔性铰链中，第一解耦柔性铰链(501)和第三解耦柔性铰链(503)设置在沿x轴方向，第二解耦柔性铰链(502)和第四解耦柔性铰链(504)设置在沿y轴方向，第一解耦柔性铰链(501)的上端为矩形柔性铰链，其下端正交布置有相同尺寸的矩形柔性铰链，所述第二解耦柔性铰链(502)、第三解耦柔性铰链(503)和第四解耦柔性铰链(504)与第一解耦柔性铰链(501)具有相同的结构，第一解耦柔性铰链(501)、第二解耦柔性铰链(502)、第三解耦柔性铰链(503)和第四解耦柔性铰链(504)的下端分别连接有第一杠杆放大机构(506)、第二杠杆放大机构(507)、第三杠杆放大机构(508)和第四杠杆放大机构(509)，所述四个杠杆放大机构的外端均设置有相应的四个柔性铰链，柔性铰链的根部连接在套筒(2)的上端，上述所述的四个弧形帽中，第一弧形帽(401)和第三弧形帽(403)的弧形一端分别与第一杠杆放大机构(506)和第三杠杆放大机构(508)接触，第二弧形帽(402)和第四弧形帽(404)的弧形一端分别与第二杠杆放大机构(507)和第四杠杆放大机构(509)接触。2.根据权利要求1所述的具有解耦功能的大偏转角压电二维指向机构，其特征在于：所述套筒(2)的上端和下端在圆周位置以90度间隔分别开有四个螺纹孔，其上端通过四个顶端分别螺栓连接解耦平台(5)四个杠杆放大机构外端的四个柔性铰链根部，其下端通过四个底端螺栓连接底盖(1)，通过旋紧四个顶端螺栓以及四个底端螺栓分别为设置于套筒(2)内腔内的四个压电堆和四个弧形帽提供预紧力。3.根据权利要求1所述的具有解耦功能的大偏转角压电二维指向机构，其特征在于：所述解耦平台5中的平台(505)、第一解耦柔性铰链(501)、第二解耦柔性铰链(502)、第三解耦柔性铰链(503)、第四解耦柔性铰链(504)、第一杠杆放大机构(506)、第二杠杆放大机构(507)、第三杠杆放大机构(508)以及第四杠杆放大机构(509)均...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵恕宝，徐明龙，田征，宋思扬，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61