定位平台制造技术

本实用新型专利技术提供了一种压电精密定位平台。一种精密定位平台可包括第一柔性主体结构和至少一个压电驱动元件，所述第一柔性主体结构包括第一固定端、中间端和第一活动端，所述第一固定端和中间端通过第一柔性臂机构连接，所述中间端和所述第一活动端通过第二柔性臂机构连接，所述第一柔性臂机构和所述第二柔性臂机构在空间呈垂直布置，所述至少一个压电驱动元件包括第一压电驱动元件，所述第一压电驱动元件连接在所述第一固定端和所述中间端之间。本发明专利技术的定位平台结构紧凑、刚性高，能够实现精密定位，并且可使用在超高真空等极端环境中。中。中。

【技术实现步骤摘要】
定位平台


[0001]本技术涉及精密定位台
，特别是涉及一种紧凑型压电精密定位平台。

技术介绍

[0002]精密定位台是可以实现微米级甚至纳米尺度定位的超精密运动装置，其广泛适用于科学研究，尤其应用于精密光学、半导体、医疗等领域。多维度的精密定位台一般由并联或串联结构实现，并联结构具有刚性好的特点，但是结构复杂，加工难度大，并且成本较高。串联结构具有结构简单紧凑、成本低、加工简单的特点，但是整体刚性较差，在工作过程中易于引起振动。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，提出了本技术。本技术提供一种紧凑型压电精密定位台，其具有较高的系统刚性，并且具有低的成本，可以实现高精密的定位控制。
[0004]根据一示例性实施例，提供一种定位平台，包括第一柔性主体结构和至少一个压电驱动元件，所述第一柔性主体结构包括第一固定端、中间端和第一活动端，所述第一固定端和中间端通过第一柔性臂机构连接，所述中间端和所述第一活动端通过第二柔性臂机构连接，所述第一柔性臂机构和所述第二柔性臂机构在空间呈垂直布置，所述至少一个压电驱动元件包括第一压电驱动元件，所述第一压电驱动元件连接在所述第一固定端和所述中间端之间。
[0005]在一些实施例中，所述第一柔性臂机构包括平行布置的第一柔性臂和第二柔性臂，所述第一压电驱动元件设置在所述第一柔性臂和所述第二柔性臂之间。
[0006]在一些实施例中，所述至少一个压电驱动元件还包括第二压电驱动元件，所述第二压电驱动元件连接在所述中间端和所述第一活动端之间。
[0007]在一些实施例中，所述第二柔性臂机构包括平行布置的第三柔性臂和第四柔性臂，所述第二压电驱动元件设置在所述第三柔性臂和所述第四柔性臂之间。
[0008]在一些实施例中，所述第一固定端上设置有第五柔性臂，所述中间端上设置有第六柔性臂，所述第一压电驱动元件的两端分别与所述第五柔性臂和所述第六柔性臂相连接。
[0009]在一些实施例中，所述第一压电驱动元件的伸缩方向与所述第一柔性臂机构呈夹角θ，所述θ大于0
°
且小于90
°
。
[0010]在一些实施例中，所述柔性主体结构还包括第三柔性臂机构，所述第三柔性臂机构包括相互连接的第七柔性臂和第八柔性臂，所述第七柔性臂和所述第八柔性臂在空间呈垂直布置，其中，所述第七柔性臂的一端连接到所述第一固定端，所述第八柔性臂的一端连接到所述第一活动端。
[0011]在一些实施例中，所述第一柔性臂包括两端的柔性铰链和所述柔性铰链之间的主
体臂，所述柔性铰链为厚度为d、长度为L的板材，所述主体臂为厚度为D的板材，其中，D>d，L≧4d。
[0012]在一些实施例中，定位平台还可包括第二柔性主体结构，所述第二柔性主体结构位于所述第一柔性主体结构的下方，其中，所述第二柔性主体结构包括第二固定端和第二活动端，并且，所述至少一个压电驱动元件还包括第三压电驱动元件，所述第三压电驱动元件倾斜连接在所述第二固定端和所述第二活动端之间。
[0013]在一些实施例中，所述第二柔性主体结构还包括第四柔性臂机构，所述第二固定端和第二活动端通过所述第四柔性臂机构连接，并且所述第四柔性臂机构包括平行布置的第九柔性臂和第十柔性臂。
[0014]在一些实施例中，所述第二固定端上设置有第十一柔性臂，所述第二活动端上设置有第十二柔性臂，所述第三压电驱动元件的两端分别与所述第十一柔性臂和所述第十二柔性臂相连接。
[0015]在一些实施例中，所述至少一个压电驱动元件还包括第四压电驱动元件，所述第三压电驱动元件和所述第四压电驱动元件对称地设置在所述第二固定端和所述第二活动端之间。
[0016]在一些实施例中，所述第三压电驱动元件和所述第四压电驱动元件的两端分别与所述第十一柔性臂和所述第十二柔性臂相连接，并且，所述第九柔性臂和所述第十柔性臂上在临近所述第二固定端和所述第二活动端的位置处设置有第一缺口，所述第十一柔性臂和所述第十二柔性臂上在与所述第一缺口相对应的位置处设置有第二缺口，所述第二缺口将所述第十一柔性臂和所述第十二柔性臂截断。
[0017]通过对压电驱动元件和柔性主体结构的结构和布局设计，本技术可以充分利用空间，实现了紧凑的效果并降低系统复杂度，采用柔性臂对各部件进行连接，系统的刚性可以提高，从而可以实现纳米级的精密定位控制。本技术的定位平台还可使用在各种极端环境(超高真空、强磁场、极低温)中。
[0018]本技术的上述和其他特征和优点将从下面结合附图对示例性实施例的描述而变得显而易见。
附图说明
[0019]图1示出根据本技术一实施例的定位平台的结构示意图；
[0020]图2A
‑
2B示出根据本技术一实施例的定位平台的运动示意图；
[0021]图3示出根据本技术一实施例的定位平台的另一结构示意图；
[0022]图4示出根据本技术一实施例的定位平台的示意性正视图；
[0023]图5示出根据本技术一实施例的定位平台的第二柔性主体结构的示意性俯视图；
[0024]图6示出根据本技术一实施例的定位平台的第二柔性主体结构的示意性俯视图。
具体实施方式
[0025]下面参照附图描述本技术的示例性实施例。在附图中，相同的参考标号通常
代表相同的部件。应理解，附图中显示的部件的尺寸和大小不一定是按比例绘制的，它们可与这里显示的用于实施的实施例中的不同。此外，一些实施例可以结合来自两个或更多个附图的特征的任何合适组合。
[0026]图1示出根据本技术一实施例的定位平台的的结构示意图。如图1所示，定位平台系统主要包括两个部分：柔性主体结构100和至少一个压电驱动元件(图1中示出了两个压电驱动元件201、202)，压电驱动元件201、202在电压的激励下可产生伸缩形变，柔性主体结构100将此形变放大实现其上负载的精密运动。
[0027]柔性主体结构100可包括第一固定端101、中间端102和第一活动端103，其中，第一固定端101和中间端102通过第一柔性臂机构进行连接，中间端102和第一活动端103通过第二柔性臂机构连接，所述第一柔性臂机构和所述第二柔性臂机构在空间呈垂直布置。如此，柔性主体结构100的内部结构基本呈镜像对称布置，这样可以最大化利用空间，达到了紧凑的效果，可缩减精密定位平台的整体尺寸。在一实施例中，柔性主体结构100的固定端101、中间段102和活动端103可与第一柔性臂机构、第二柔性臂机构一体加工成型，用以提高系统刚性。
[0028]固定端101和活动端103的截面基本呈长条形，两者通过柔性臂结构实现了连接。固定端101上可设置有螺纹孔等而将定位平台固定到底座(未示出)等固定装置上来固定定位平台，活动端103上也可设置有螺纹孔从而配合固定/承受负载。可以理解，也可以采用其他的紧固方式来实现固定或承受负载。中间端102本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种定位平台，其特征在于，包括第一柔性主体结构和至少一个压电驱动元件，所述第一柔性主体结构包括第一固定端、中间端和第一活动端，所述第一固定端和中间端通过第一柔性臂机构连接，所述中间端和所述第一活动端通过第二柔性臂机构连接，所述第一柔性臂机构和所述第二柔性臂机构在空间呈垂直布置，所述至少一个压电驱动元件包括第一压电驱动元件，所述第一压电驱动元件连接在所述第一固定端和所述中间端之间。2.如权利要求1所述的定位平台，其特征在于，所述第一柔性臂机构包括平行布置的第一柔性臂和第二柔性臂，所述第一压电驱动元件设置在所述第一柔性臂和所述第二柔性臂之间。3.如权利要求1或2所述的定位平台，其特征在于，所述至少一个压电驱动元件还包括第二压电驱动元件，所述第二压电驱动元件连接在所述中间端和所述第一活动端之间。4.如权利要求3所述的定位平台，其特征在于，所述第二柔性臂机构包括平行布置的第三柔性臂和第四柔性臂，所述第二压电驱动元件设置在所述第三柔性臂和所述第四柔性臂之间。5.如权利要求1或2所述的定位平台，其特征在于，所述第一固定端上设置有第五柔性臂，所述中间端上设置有第六柔性臂，所述第一压电驱动元件的两端分别与所述第五柔性臂和所述第六柔性臂相连接。6.如权利要求1或2所述的定位平台，其特征在于，所述第一压电驱动元件的伸缩方向与所述第一柔性臂机构呈夹角θ，所述θ大于0
°
且小于90
°
。7.如权利要求1或2所述的定位平台，其特征在于，所述柔性主体结构还包括第三柔性臂机构，所述第三柔性臂机构包括相互连接的第七柔性臂和第八柔性臂，所述第七柔性臂和所述第八柔性臂在空间呈垂直布置，其中，所述第七柔性臂的一端连接到所述第一固定端，所述第八柔性臂的一端连接到所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭成龙，邢健，刘立民，
申请(专利权)人：多场低温科技北京有限公司，
类型：新型
国别省市：