一种用于检测十字型微驱动器驱动力的机构及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种用于检测十字型微驱动器驱动力的机构及其使用方法，检测机构包括：用于执行驱动操作的十字型微驱动器，用于输入推力的压电陶瓷堆，用于驱动压电陶瓷堆的压电驱动器，用于控制压电驱动器输入电信号的控制器，用于测量十字型微驱动器输入微位移与输出微位移的位移传感器，用于处理位移传感器测量信号的数据处理器，用于进行数据传输的传输电路。当十字型微驱动器在进行微驱动操作时，根据位移传感器测量得到的输入微位移与输出微位移的值，以及压电驱动器输入的电信号，从而实现驱动力的检测；控制器能够控制压电驱动器输入电信号的大小，从而控制驱动力的大小。本发明专利技术的检测驱动力的机构及其使用方法结构简单、成本低、效率高。效率高。效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种用于检测十字型微驱动器驱动力的机构及其使用方法


[0001]本专利技术属于精密制造领域，尤其是涉及一种用于检测十字型微驱动器驱动力的机构及其使用方法。

技术介绍

[0002]随着生物工程技术、微机电系统技术、微/纳技术及光学工程等领域的研究对象正朝着微细化方向发展，微驱动器作为驱动力的输出机构，在微机械零件的加工、装配、生物工程和光学等领域均有较好的应用前景。
[0003]在微操作过程中，传统的微位移驱动器受工作原理和机械结构的限制，造成其传动效率低、输出位移有限、精度不高、结构复杂且驱动力不易检测和控制，已无法满足精密定位与驱动的要求，迫切需要亚纳米级、纳米级的精密微驱动器，针对这些问题，本专利技术提出了一种用于检测十字型微驱动器驱动力的机构及其使用方法，该驱动力检测机构结构简单、成本低、效率高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种用于检测十字型微驱动器驱动力的机构及其使用方法，该驱动力检测机构结构简单、成本低、效率高，在微操作过程中可通过检测驱动力对十字型微驱动器进行精确控制，可以满足精密定位与微驱动的要求，从而实施准确微操作。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：一种用于检测十字型微驱动器驱动力的机构，包括：十字型微驱动器1、第一压电陶瓷堆2、第二压电陶瓷堆3、第三压电陶瓷堆4、第四压电陶瓷堆5、第五压电陶瓷堆6、第六压电陶瓷堆7、第七压电陶瓷堆8、第八压电陶瓷堆9、第一位移传感器10、第二位移传感器11、第三位移传感器12、第四位移传感器13、第五位移传感器14、第六位移传感器15、第七位移传感器16、第八位移传感器17、数据处理器18、压电驱动器19、控制器20与传输电路21。
[0006]所述十字型微驱动器1由第一驱动支链31、第二驱动支链41、第三驱动支链51、第四驱动支链61与固定孔22构成，第一驱动支链31、第二驱动支链41、第三驱动支链51与第四驱动支链61成口字型对称布置且结构相同，以第一驱动支链31为例，包括：第一正圆形柔性铰链1
‑
1、第二正圆形柔性铰链1
‑
2、第三正圆形柔性铰链1
‑
3、第四正圆形柔性铰链1
‑
4、第五正圆形柔性铰链1
‑
5、第六正圆形柔性铰链1
‑
6、第一直角形柔性铰链1
‑
7、第二直角形柔性铰链1
‑
8、第一推力输入端1
‑
9、第二推力输入端1
‑
10、微位移输入测量端1
‑
11与驱动力输出端1
‑
12，第一驱动支链31整体成左右对称结构，所述固定孔22用于固定十字型微驱动器1。
[0007]所述第一压电陶瓷堆2、第二压电陶瓷堆3、第三压电陶瓷堆4、第四压电陶瓷堆5、第五压电陶瓷堆6、第六压电陶瓷堆7、第七压电陶瓷堆8与第八压电陶瓷堆9通过传输电路21分别与压电驱动器19电性连接，第一压电陶瓷堆2安装在第一驱动支链31的第一推力输入端1
‑
9，第二压电陶瓷堆3安装在第一驱动支链31的第二推力输入端1
‑
10，第三压电陶瓷
堆4安装在第二驱动支链41的第一推力输入端1
‑
9，第四压电陶瓷堆5安装在第二驱动支链41的第二推力输入端1
‑
10，第五压电陶瓷堆6安装在第三驱动支链51的第一推力输入端1
‑
9，第六压电陶瓷堆7安装在第三驱动支链51的第二推力输入端1
‑
10，第七压电陶瓷堆8安装在第四驱动支链61的第一推力输入端1
‑
9，第八压电陶瓷堆9安装在第四驱动支链61的第二推力输入端1
‑
10。
[0008]所述压电驱动器19通过传输电路21与控制器20电性连接。
[0009]所述第一位移传感器10、第二位移传感器11、第三位移传感器12、第四位移传感器13、第五位移传感器14、第六位移传感器15、第七位移传感器16与第八位移传感器17通过传输电路21分别与数据处理器18电性连接，第一位移传感器10安装在第一驱动支链31的驱动力输出端1
‑
12，第二位移传感器11安装在第一驱动支链31的微位移输入测量端1
‑
11，第三位移传感器12安装在第二驱动支链41的驱动力输出端1
‑
12，第四位移传感器13安装在第二驱动支链41的微位移输入测量端1
‑
11，第五位移传感器14安装在第三驱动支链51的驱动力输出端1
‑
12，第六位移传感器15安装在第三驱动支链51的微位移输入测量端1
‑
11，第七位移传感器16安装在第四驱动支链61的驱动力输出端1
‑
12，第八位移传感器17安装在第四驱动支链61的微位移输入测量端1
‑
11。
[0010]本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：1、本专利技术提供一种用于检测十字型微驱动器驱动力的机构及其使用方法，十字型微驱动器由第一驱动支链、第二驱动支链、第三驱动支链与第四驱动支链构成，四个驱动支链成口字型对称布置且结构相同；2、本专利技术提供一种用于检测十字型微驱动器驱动力的机构及其使用方法，第一驱动支链可实现沿x轴正方向的驱动，第二驱动支链可实现沿y轴正方向的驱动，第三驱动支链可实现沿x轴负方向的驱动，第四驱动支链可实现沿y轴负方向的驱动，四个方向的驱动相互独立互不干涉；3、本专利技术提供一种用于检测十字型微驱动器驱动力的机构及其使用方法，在微操作过程中可通过检测驱动力对十字型微驱动器进行精确控制，可以满足精密定位与微驱动的要求，从而实施准确微操作；4、本专利技术提供一种用于检测十字型微驱动器驱动力的机构及其使用方法，该驱动力检测机构结构简单、成本低、效率高。
附图说明
[0011]图1是本专利技术实施例提供的十字型微驱动器的结构示意图。
[0012]图2是本专利技术实施例提供的检测十字型微驱动器驱动力的机构整体装配结构示意图。
[0013]图中，1、十字型微驱动器；1
‑
1、第一正圆形柔性铰链；1
‑
2、第二正圆形柔性铰链；1
‑
3、第三正圆形柔性铰链；1
‑
4、第四正圆形柔性铰链；1
‑
5、第五正圆形柔性铰链；1
‑
6、第六正圆形柔性铰链；1
‑
7、第一直角形柔性铰链；1
‑
8、第二直角形柔性铰链；1
‑
9、第一推力输入端；1
‑
10、第二推力输入端；1
‑
11、微位移输入测量端；1
‑
12、驱动力输出端；2、第一压电陶瓷堆；3、第二压电陶瓷堆；4、第三压电陶瓷堆；5、第四压电陶瓷堆；6、第五压电陶瓷堆；7、第六压电陶瓷堆；8、第七压电陶瓷堆；9、第八压电陶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于检测十字型微驱动器驱动力的机构，其特征在于，包括：十字型微驱动器、8个相同的压电陶瓷堆、8个相同的位移传感器、压电驱动器、传输电路、数据处理器与控制器；所述十字型微驱动器由第一驱动支链、第二驱动支链、第三驱动支链与第四驱动支链构成，四个驱动支链成口字型对称布置且结构相同，驱动支链包括：3对左右对称分布的正圆形柔性铰链、1对左右对称分布的直角形柔性铰链、2个左右对称分布的推力输入端、微位移输入测量端与驱动力输出端，驱动支链整体成左右对称结构；所述压电陶瓷堆通过传输电路与压电驱动器电性连接，并分别安装在第一驱动支链、第二驱动支链、第三驱动支链与第四驱动支链的推力输入端；所述压电驱动器通过传输电路与控制器电性连接；所述位移传感器通过传输电路与数据处理器电性连接，并分别安装在第一驱动支链、第二驱动支链、第三驱动支链与第四驱动支链的微位移输入测量端与驱动力输出端。2.根据权利要求1所述的一种用于检测十字型微驱动器驱动力的机构，其特征在于，第一驱动支链可实现沿x轴正方向的驱动，第二驱动支链可实现沿y轴正方向的驱动，第三驱动支链可实现沿x轴负方向的驱动，第四驱动支链可实现沿y轴负方向的驱动。3.根据权利要求2所述的一种用于检测十字型微驱动器驱动力的机构，其特征在于，安装在第一驱动支链、第二驱动支链、第三驱动支链与第四驱动支链推力输入端的压电陶瓷堆，可分别通过控制器对压电驱动器施加电信号进行单独控制。4.一种使用权利要求3所述的用于检测十字型微驱动器驱动力的机构的使用方法，其特征在于：检测过程为：控制器对压电驱动器施加电信号V1，使推动第一驱动支链的压电陶瓷堆输出推力F
in1
，F
in1
=K1V1，式中K1为常数，此时第一驱动支链的微位移输入测量端的输入微位移为d
in1
；控制器对压电驱动器施加电信号V2，使推动第二驱动支链的压电陶瓷堆输出推力F
in2
，F
in2
=K2V2，式中K2为常数，此时第二驱动支链的微位移输入测量端的输入微位移为d
in2
；控制器对压电驱动器施加电信号V3，使推动第三驱动支链的压电陶瓷堆输出推力F
in3
，F
in3
=K3V3，式中K3为常数，此时第三驱动支链的微位移输...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡建阳，王荞，陈平录，薛龙，吴可，魏学新，李晓珍，刘斌，
申请(专利权)人：江西农业大学，
类型：发明
国别省市：