【技术实现步骤摘要】
一种压电驱动的高精度光学偏转伺服装置及其工作方式
本专利技术涉及压电驱动以及光学设备
，尤其涉及一种压电驱动的高精度光学偏转伺服装置及其工作方式。
技术介绍
在精密光学设备的研制过程中，需要高精度的光束指向控制机构，同时，为了补偿其他干扰因素对光路产生的影响，也需要对光学装置进行快速调整，为满足以上需要，本专利技术利用压电驱动技术，提出了一种压电驱动的高精度光学偏转伺服装置及其工作方式。传统的压电振子将压电陶瓷片粘贴在基体表面进行激励，该方式应用压电陶瓷的d31工作方式，该工作方式导致压电振子的机电耦合系数较低，能量转化效率低，此外，受到压电陶瓷材料抗拉强度低以及粘合层的强度和疲劳等因素的影响，贴片式压电振子的输出性能受到限制。本专利技术中的压电振子使用压电陶瓷沿厚度方向的伸缩振动，即d33工作模式，可有效提高机电耦合系数，实现大力矩输出，同时压电振子采用楔块对压电陶瓷片对施加可调节的预压力，具有预压力调节方便可靠、预压力易于维持的优点。本专利技术具有位移分辨率高、响应快、结构紧凑、断电自锁等优点，在结构简单可...
【技术保护点】
1.一种压电驱动的高精度光学偏转伺服装置，其特征在于，包括内环、中环、外环、以及第一至第四偏转驱动单元；/n所述内环、中环、外环由内至外依次设置且圆心重合，内环用于搭载需要进行角度调整的光学装置，中环的内壁上对称设有第一、第二圆形凹槽，外环的内壁上对称设有第三、第四圆形凹槽；/n所述第一至第四偏转驱动单元结构相同，一一对应设置在所述第一至第四圆形凹槽中，均包含转轴、膜片弹簧、转子、压电振子和轴承；/n所述转轴包含受力部和转动部，受力部为正四棱柱，转动部为圆柱，受力部端面的边长大于等于转动部的直径，且受力部和转动部同轴固连；/n所述轴承设置在对应的圆形凹槽中，外圈和对应圆形凹...
【技术特征摘要】
1.一种压电驱动的高精度光学偏转伺服装置，其特征在于，包括内环、中环、外环、以及第一至第四偏转驱动单元；
所述内环、中环、外环由内至外依次设置且圆心重合，内环用于搭载需要进行角度调整的光学装置，中环的内壁上对称设有第一、第二圆形凹槽，外环的内壁上对称设有第三、第四圆形凹槽；
所述第一至第四偏转驱动单元结构相同，一一对应设置在所述第一至第四圆形凹槽中，均包含转轴、膜片弹簧、转子、压电振子和轴承；
所述转轴包含受力部和转动部，受力部为正四棱柱，转动部为圆柱，受力部端面的边长大于等于转动部的直径，且受力部和转动部同轴固连；
所述轴承设置在对应的圆形凹槽中，外圈和对应圆形凹槽的侧壁固连，内圈能够自由转动；
所述压电振子包含基体、2n个压电驱动模块，n为大于等于1的自然数；
所述基体包含振动部、连接部和固定部；所述振动部呈环状，其下端面周向均匀设有4n个矩形凹槽，上端面周向设有若干驱动齿；所述矩形凹槽均指向振动部圆心，外侧封闭、内侧开口；所述连接部呈环状，厚度小于振动部矩形凹槽底壁和驱动齿所在端面之间的距离，且连接部的外壁和振动部矩形凹槽底壁和驱动齿所在端面之间的内壁固连，使得连接部和振动部同轴；所述固定部外径小于振动部内径，固定部内径等于连接部内径，固定部一端和连接部远离驱动齿的一端同轴固连，且固定部的另一端从振动部内伸出；
所述2n个压电驱动模块中，每个压电驱动模块包含2个压电驱动单元，4n个压电驱动单元依次一一对应设置在所述4n个矩形凹槽中；
所述压电驱动单元包含m个压电陶瓷片对、第一楔块和第二楔块，m为大于等于1的自然数；
所述压电陶瓷片对呈夹心结构，包含两个压电陶瓷片以及位于两个压电陶瓷片之间的电极片，所述两个压电陶瓷片均沿厚度方向极化；
所述m个压电陶瓷片对依次相叠设置在对应的矩形凹槽中，相邻压电陶瓷片对之间设置电极片，且第一个压电陶瓷片对和对应矩形凹槽的侧壁之间设置电极片；
所述第一楔块、第二楔块均为三角形楔块，第一楔块、第二楔块斜面相抵后设置在第m个压电陶瓷片和对应矩形凹槽的侧壁之间，其中，第二楔块一个平面和对应矩形凹槽的底面相抵、另一个平面和第m个压电陶瓷片之间设有电极片；所述第一楔块一部分位于对应矩形凹槽外，通过调节第一楔块插入对应矩形凹槽的深度来调节m个压电陶瓷片对之间的压力大小；
每个压电驱动模块中，各个压电驱动单元的压电陶瓷片对中两个压电陶瓷片的极化方向均同时相向或相背，且相邻...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭升起，王亮，王瑞峰，金家楣，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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