[发明专利]大行程高精度微纳驱动装置及其定位方法

权利要求书

1.一种大行程高精度微纳驱动装置及其定位方法，所述微纳驱动装置由固定外架（1）、第一驱动模组（100）、第二驱动模组（200）、运动解耦组件（6）、承载板（7）、连接螺杆（10）、导向套（5）和紧固螺栓（8）组成，所述第一驱动模组（100）包括激振体（2）、压电片（3）和传动体（4），所述激振体（2）为自由梁或悬臂梁结构弹性体，所述压电片（3）为d31激振模式的矩形压电陶瓷片或d33、d15激振模式的圆环形压电陶瓷片，所述传动体（4）为设有外螺纹的圆柱体结构，所述第二驱动模组（200）包括压电叠堆（9）和支撑板（11），所述支撑板（11）为盘状结构，其上端部表面沿圆周方向均匀设置有k个盲孔（11-1），其中k为大于1的整数，所述支撑板设置有一通孔（11-2），所述支撑板（11）上表面中心位置设有内螺纹孔（11-3），所述固定外架（1）为一侧端部设有法兰盖（1-1）的中空圆柱体结构，所述法兰盖（1-1）侧端面沿圆周方向均匀设置有p个通孔（1-1-1），其中p为大于1的整数，所述固定外架（1）自由端部设置有内阶梯孔（1-3），所述固定外架（1）靠近悬臂端部设置有通孔（1-2），所述运动解耦组件（6）为球头运动解耦组件或轴承运动解耦组件，所述承载板（7）为盘状结构，其上端部表面沿圆周方向均匀设置有h个螺纹孔（7-1），其中h为大于等于1的整数，所述承载板（7）上端部表面中心位置设有内六角孔（7-3）结构，所述承载板（7）下端部表面中心位置设有内螺纹孔（7-2）；所述微纳驱动装置的定位方法为，施加交流激励电信号于第一驱动模组（100）中的压电片（3）或压电片（2-3），可实现第一驱动模组（100）正反两个方向厘米级或分米级大行程范围内的微米级定位，施加直流电信号于第二驱动模组（200）中的压电叠堆（9），可实现第二驱动模组（200）的纳米级定位，最终实现本发明的大行程纳米级定位。

2.一种根据权利要求1所述的大行程高精度微纳驱动装置，其特征在于：为一种贴片式自由梁结构激振体的大行程高精度微纳驱动装置，所述贴片式自由梁结构激振体的大行程高精度微纳驱动装置的激振体（2）为两侧端部设置有内螺纹孔（2-3）的自由梁结构弹性体，其外圆周表面上沿圆周方向均匀设置有4n个外平面（2-2），其中n为大于等于1的整数，所述激振体（2）外平面（2-2）上沿圆周方向均匀设置有两组2m个盲孔（2-1），其中m为大于等于1的整数，所述两组盲孔（2-1）间轴向分布距离应大于压电片（3）最大长度方向尺寸，所述激振体（2）外平面（2-2）上两组盲孔（2-1）的轴向分布位置相同，所述压电片（3）为d₃₁激振模式的矩形压电陶瓷片，4n片压电片（3）沿圆周方向均匀布置于激振体（2）的外平面（2-2），且均沿厚度方向极化，所述布置于激振体（2）外平面（2-2）上的压电片（3）形变方向与激振体（2）中心轴线均成平行布置关系，所述固定外架（1）中空圆柱体外圆周表面沿圆周方向均匀设置有两组2m个沉头通孔（1-4）结构，所述两组沉头通孔（1-4）的分布位置与激振体（2）上两组盲孔（2-1）的分布位置相同；

或为一种贴片式悬臂梁结构激振体的大行程高精度微纳驱动装置，所述贴片式悬臂梁结构激振体的大行程高精度微纳驱动装置的激振体（2）为自由端部设置有内螺纹孔（2-3）的悬臂梁结构弹性体，所述激振体（2）悬臂端部设置有法兰盘（2-1）结构，所述法兰盘（2-1）侧端面沿圆周方向均匀设置有q个通孔（2-1-1），其中q为大于1的整数，所述激振体（2）外圆周表面上沿圆周方向均匀设置有4n个外平面（2-2），所述固定外架（1）为一端部设置有法兰盖（1-1）的中空圆柱体结构，所述法兰盖（1-1）侧端面沿圆周方向均匀设置有p个通孔（1-1-1），所述固定外架（1）自由端部设置有内阶梯孔（1-3），所述固定外架（1）靠近悬臂端部设置有通孔（1-2），所述固定外架（1）悬臂端部还设置有内阶梯孔（1-4），所述内阶梯孔（1-4）上端部圆环表面沿圆周方向还均匀设置有q个内螺纹孔（1-5）。