[发明专利]一种高频微位移驱动装置及控制方法

权利要求书

1.一种高频微位移驱动装置，包括壳体（1）、设于所述壳体（1）内部的音圈电机，所述音圈电机包括定子、沿所述定子的轴向方向运动的动子，其特征在于：

所述壳体（1）的两侧设有与所述壳体（1）固定连接的薄膜压盖（3）；

所述定子包括磁轭（21）、固定于所述磁轭（21）上的磁铁（22），所述动子包括中心轴（23）、与所述中心轴（23）固定连接的线圈支架（24）、以及缠绕于所述线圈支架（24）上的线圈（25）；

所述薄膜压盖的中部设有安装孔，所述中心轴（23）穿过所述安装孔后通过止动螺母（31）与限位轴肩紧固连接；

所述定子与动子之间设有用于检测轴向位移的位移传感器。

2.根据权利要求1所述的高频微位移驱动装置，其特征在于，所述磁轭（21）包括内壁（211）、固定于所述壳体（1）上的外壁（212）、以及设于所述内壁（211）与外壁（212）之间的圆环槽（213），缠绕有所述线圈（25）的一部分所述线圈支架（24）嵌入所述圆环槽（213）中。

3.根据权利要求2所述的高频微位移驱动装置，其特征在于，所述位移传感器为电容式位移传感器，其包括动电容片（42）和静电容片（41），所述静电容片（41）设于所述内壁（211）和所述磁铁（22）的一端，所述动电容片（42）设于所述线圈支架（24）上，且与所述静电容片（41）的位置对应。

4.根据权利要求2所述的高频微位移驱动装置，其特征在于，所述磁铁（22）设于所述内壁（211）上，所述中心轴（23）穿过所述内壁（211）中部的通孔。

5.根据权利要求1-4任一项所述的高频微位移驱动装置，其特征在于，所述薄膜压盖（3）包括薄膜、与所述薄膜固定连接的压盖，不同厚度的压盖与不同大小的力位移放大比相对应。

6.根据权利要求5所述的高频微位移驱动装置，其特征在于，通过所述压盖紧固力的变化调节所述薄膜的张力大小，实现对所述位移放大比的微调。

7.一种高频微位移驱动装置的控制方法，其特征在于，按如下步骤实施：

S00：所述中心轴（23）不承受工作载荷，与所述高频位移驱动装置相连的控制器控制所述音圈电机按预设力驱动所述中心轴（23）沿轴向移动，所述位移传感器检测每个预设力驱动下的所述线圈支架（24）与所述磁轭（21）的零载相对位移；

S10：所述控制器根据所述预设力和与所述预设力对应的所述零载相对位移建立力-位移零载模型；

S20：所述中心轴（23）承受工作载荷，所述控制器控制所述音圈电机按步骤S00中的预设力驱动所述中心轴（23）沿轴向移动，所述位移传感器检测每个预设力驱动下的所述线圈支架（24）与所述磁轭（21）的有载相对位移；

S30：所述控制器比较每一时刻的零载相对位移和有载相对位移，所述控制器根据每一时刻的比较结果和该时刻所述音圈电机的输出力，求出所述中心轴承受的实时工作载荷；

S40：所述控制器依据所述实时工作载荷对力-位移零载模型进行修正，得到力-位移有载模型；

S50：所述控制器依据力-位移有载模型中的力控制所述音圈电机驱动所述中心轴（23）沿轴向移动，所述中心轴（23）带动所述薄膜压盖（3）产生预定位移。

8.根据权利要求7所述的一种高频微位移驱动装置的控制方法，其特征在于，S40步骤中，所述中心轴（23）承受所述实时工作载荷，所述控制器驱动所述中心轴（23）移动所述预定位移，所述控制器检测每个所述预定位移对应的所述音圈电机的有载输出力，得到力-位移有载模型。

9.根据权利要求7所述的一种高频微位移驱动装置的控制方法，其特征在于，S50步骤中，所述位移传感器检测到所述线圈支架（24）与所述磁轭（21）的相对位移作为反馈信号输入至所述控制器中，所述控制通过闭环控制进一步修正所述预定位移。