[发明专利]紧凑型精密压电粘滑升降平台及其驱动方法

权利要求书

1.一种紧凑型精密压电粘滑升降平台，其特征在于：为一种双堆叠单驱动足定子组件实现方式的紧凑型精密压电粘滑升降平台；该升降平台包括限位台（1）、位移台（2）、双列交叉滚柱导轨（3）、固定基座（4）、驱动定子（5）、螺纹副（6）、端盖（7）、端盖安装螺钉（8）、定子安装螺钉（9）、限位台螺钉（10）、位移台螺钉（11）和导轨安装螺栓（12）；所述限位台（1）通过限位台螺钉（10）安装在固定基座（4）上，位移台（2）通过位移台螺钉（11）安装固定在双列交叉滚柱导轨（3）上，双列交叉滚柱导轨（3）通过导轨安装螺栓（12）安装在固定基座（4）上，驱动定子（5）通过定子安装螺钉（9）固定在固定基座（4）上，螺纹副（6）胶粘固定安装在固定基座（4）上，端盖（7）通过端盖安装螺钉（8）安装在固定基座（4）上；

所述限位台（1）设置有限位方形孔（1-1）和限位台安装孔（1-2）；所述位移台（2）设置有上位移台（2-1）、滚珠导轨（2-2）和下位移台（2-3），所述限位方形孔（1-1）与上位移台（2-1）滑动接触配合，所述限位台安装孔（1-2）与限位台螺钉（10）将限位台（1）安装在固定基座（4）上，所述上位移台（2-1）和下位移台（2-3）材料为铝合金，所述下位移台（2-3）设置有下位移台安装孔（2-3-1）和滑移平面（2-3-2），下位移台安装孔（2-3-1）与位移台螺钉（11）将下位移台（2-3）安装在活动导轨（3-4）上，滑移平面（2-3-2）通过滚珠导轨（2-2）与上位移台（2-1）滚动接触配合；所述双列交叉滚柱导轨（3）包括固定导轨（3-1）、导轨限位螺栓（3-2）、连接孔（3-3）、活动导轨（3-4）、双列交叉滚柱导轨保持架（3-5）；所述固定导轨（3-1）通过导轨安装螺栓（12）固定，固定导轨（3-1）和活动导轨（3-4）中间设置有双列交叉滚柱导轨保持架（3-5），所述活动导轨（3-4）端面涂有陶瓷类或玻璃纤维类摩擦材料，所述导轨限位螺栓（3-2）安装在固定导轨（3-1）和活动导轨（3-4）的两端，所述连接孔（3-3）通过位移台螺钉（11）将下位移台（2-3）固定在活动导轨（3-4）上；

所述固定基座（4）采用“L”字型结构，所述固定基座（4）设置有限位台安装平面（4-1）、限位台螺纹安装孔（4-2）、导轨安装平面（4-3）、导轨螺纹安装孔（4-4）、固定基座安装孔（4-5）、定子安装螺纹孔（4-6）、端盖安装螺纹孔（4-7）和螺纹副安装孔（4-8）；所述限位台螺纹安装孔（4-2）通过与限位台螺钉（10）进行螺纹连接将限位台（1）固定在限位台安装平面（4-1）上，导轨螺纹安装孔（4-4）通过与导轨安装螺栓（12）进行螺纹连接可将双列交叉滚柱导轨（3）固定在导轨安装平面（4-3）上，固定基座（4）通过固定基座安装孔（4-5）与其它外围装置进行固定连接，定子安装螺纹孔（4-6）与定子安装螺钉（9）可固定驱动定子（5），端盖安装螺纹孔（4-7）与端盖安装螺钉（8）进行螺纹连接将端盖（7）固定，螺纹副安装孔（4-8）与螺纹副（6）通过胶粘连接固定；

所述驱动定子（5）包括柔性铰链机构（5-1）、叠堆型压电陶瓷（5-2）、调整垫片（5-3）和基米螺钉（5-4）；所述叠堆型压电陶瓷（5-2）通过调整垫片（5-3）和基米螺钉（5-4）固定在柔性铰链机构（5-1）内；所述柔性铰链机构（5-1）设置有驱动足（5-1-1）、横梁（5-1-2）、定子安装孔（5-1-4）、基米螺钉安装孔（5-1-6）、刚性直梁（5-1-8）、直圆型铰链Ⅰ（5-1-9）、刚性横梁（5-1-10）、直圆型铰链Ⅱ（5-1-13）、直圆型铰链Ⅲ（5-1-14）、直圆型铰链Ⅳ（5-1-15）、直圆型铰链Ⅴ（5-1-16）和直圆型铰链Ⅵ（5-1-17）；所述驱动足（5-1-1）位于横梁（5-1-2）的中间位置，驱动足（5-1-1）与活动导轨（3-4）线接触，驱动足（5-1-1）的表面涂有摩擦材料，所述定子安装孔（5-1-4）通过定子安装螺钉（9）将驱动定子（5）固定在固定基座（4）的定子安装螺纹孔（4-6）上，所述基米螺钉安装孔（5-1-6）与基米螺钉（5-4）螺纹连接对叠堆型压电陶瓷（5-2）预紧，通过调节基米螺钉（5-4）的旋合圈数来调节叠堆型压电陶瓷（5-2）的预紧力，所述直圆型铰链Ⅰ（5-1-9）和直圆型铰链Ⅳ（5-1-15）通过刚性横梁（5-1-10）刚性连接，所述直圆型铰链Ⅱ（5-1-13）和直圆型铰链Ⅲ（5-1-14）通过刚性直梁（5-1-8）刚性连接，所述直圆型铰链Ⅴ（5-1-16）和直圆型铰链Ⅵ（5-1-17）通过刚性直梁（5-1-8）刚性连接；所述驱动定子（5）的直圆型铰链Ⅱ（5-1-13）、直圆型铰链Ⅲ（5-1-14）、直圆型铰链Ⅴ（5-1-16）和直圆型铰链Ⅵ（5-1-17）具有相同的圆角半径为R1，所述直圆型铰链Ⅰ（5-1-9）和直圆型铰链Ⅳ（5-1-15）具有相同的圆角半径为R2，R1和R2的比值为D，D的取值范围为1.5~4.5；

所述螺纹副（6）包括螺母基体（6-1）、锁紧螺母（6-2）和螺栓（6-3）；所述螺母基体（6-1）通过胶粘固定在螺纹副安装孔（4-8）内，所述锁紧螺母（6-2）与螺栓（6-3）螺纹配合连接，通过改变锁紧螺母（6-2）与螺栓（6-3）的相对位置可调节双列交叉滚柱导轨（3）和驱动定子（5）间的预紧力；所述端盖（7）为铝合金材料，端盖（7）包括端盖安装孔（7-1）和通线孔（7-2）；所述端盖安装孔（7-1）通过端盖安装螺钉（8）将端盖（7）固定在固定基座（4）的端盖安装螺纹孔（4-7）上。