[发明专利]基于双弧形逆挠曲电作动部件的二维精密作动平台及方法

权利要求书

1.一种基于双弧形逆挠曲电作动部件的二维精密作动平台，其特征在于：包括输出平台(5)，位于输出平台(5)两侧沿x轴方向放置的第一双弧形挠曲电驱动结构(1)和第二双弧形挠曲电驱动结构(2)，位于输出平台(5)另外两侧沿y轴方向放置的第三双弧形挠曲电驱动结构(3)和第四双弧形挠曲电驱动结构(4)，用于固定驱动结构的外框(6)以及防尘盖(7)；

所述第一双弧形挠曲电驱动结构(1)、第二双弧形挠曲电驱动结构(2)、第三双弧形挠曲电驱动结构(3)和第四双弧形挠曲电驱动结构(4)结构相同均采用挠曲电材料加工为上下内凹的双弧形曲面结构，从机械设计角度来说类似柔性铰链，双弧形上下表面分别铺设两对电极，两对电极关于柔性铰链中间面左右对称；使得挠曲电驱动结构根据施加电压的不同实现不同角度的偏转以及直线位移的输出。

2.根据权利要求1所述的一种基于双弧形逆挠曲电作动部件的二维精密作动平台，其特征在于：当给每一个双弧形挠曲电驱动结构施加电压时，双弧形挠曲电驱动结构上的电场具有电场梯度，具备了实现逆挠曲电效应的条件，从而挠曲电材料能够输出一个微小位移；每一对x轴方向或y轴方向放置的双弧形挠曲电驱动结构不作动时都相当于一对柔性铰链，能够辅助垂直方向上的位移。

3.根据权利要求1所述的一种基于双弧形逆挠曲电作动部件的二维精密作动平台，其特征在于：所述输出平台(5)与沿x轴方向放置的第一双弧形挠曲电驱动结构(1)和第二双弧形挠曲电驱动结构(2)，沿y轴方向放置的第三双弧形挠曲电驱动结构(3)和第四双弧形挠曲电驱动结构(4)为一体化加工，使得平台整体结构简单，体积小。

4.根据权利要求1所述的一种基于双弧形逆挠曲电作动部件的二维精密作动平台，其特征在于：整个平台的驱动结构沿输出平台横向布置，而非垂直于平台布置，这样由横向输出上下偏转或直线的位移，使得驱动结构与输出平台布置在同一平面即能实现偏转平移输出，二维运动平台在高度方向上的尺寸有效减小，重量也有效减轻。

5.权利要求1至4任一项所述的基于双弧形逆挠曲电作动部件的二维精密作动平台的作动方法，其特征在于：每一个双弧形挠曲电驱动结构都铺设有两对电极，信号源产生信号通过高压电源施加在驱动结构上，通过施加不同方向的电场，变化组合出多种输出方式；对于每一个双弧形挠曲电驱动结构，当左右两个部分都施加向下的电场时， 由于一端固定，另一端连接输出平台(5)，中间为截面较小更易变形的柔性铰链，因此挠曲电驱动结构发生向下的偏转，同理，当左右两个部分都施加向上的电场时，双弧形挠曲电驱动结构发生向上的偏转；当左右两个电场方向相反时，上下偏转的力抵消，只产生沿电场梯度方向的直线位移；每一对x轴方向或y轴方向放置的双弧形挠曲电驱动结构协同工作，根据输出要求来设计电场的施加方案，这样则能够通过控制电场方向及大小，来达到控制输出平台(5)的姿态的目的。