[发明专利]五自由度压电运动平台及其激励方法

权利要求书

1.一种五自由度压电运动平台，其特征是：所述运动平台包括动子(1)、多输出驱动单元(2)、横向导轨(3)、纵向导轨(4)、支撑平板(5)、单输出驱动单元(6)、侧向压板(7)以及基座(8)；

所述多输出驱动单元(2)包括上侧驱动足(2-1)、上侧双向弯曲单元(2-2)、固定夹块(2-3)、下侧双向弯曲单元(2-4)以及下侧驱动足(2-5)；

所述单输出驱动单元(6)包括压电陶瓷片(6-1)以及中间驱动足(6-2)；

所述上侧驱动足(2-1)、上侧双向弯曲单元(2-2)、固定夹块(2-3)、下侧双向弯曲单元(2-4)以及下侧驱动足(2-5)沿多输出驱动单元(2)的轴向方向从上到下依次布置且保持固定连接，所述中间驱动足(6-2)布置在压电陶瓷片(6-1)之间且保持固定连接，侧向压板(7)与基座(8)之间保持固定连接，单输出驱动单元(6)与支撑平板(5)之间保持固定连接，固定夹块(2-3)与纵向导轨(4)滑动连接，横向导轨(3)与支撑平板(5)固定连接，横向导轨(3)与纵向导轨(4)分别沿水平方向和纵深方向交叉布置并滑动连接；

所述动子(1)接触压紧在上侧驱动足(2-1)上表面，下侧驱动足(2-5)接触压紧在支撑平板(5)上表面，中间驱动足(6-2)接触压紧在侧向压板(7)的侧面；

所述基座(8)保持固定，所述动子(1)输出五自由度运动。

2.根据权利要求1所述一种五自由度压电运动平台，其特征在于，所述多输出驱动单元(2)中的上侧双向弯曲单元(2-2)包括水平方向弯曲组分和纵深方向弯曲组分，所述水平方向弯曲组分和纵深方向弯曲组分分别由压电陶瓷片固定连接于弹性基体侧面组成，在激励电压信号的作用下所述水平方向弯曲组分和纵深方向弯曲组分分别产生沿水平方向和纵深方向的弯曲变形，进而带动上侧驱动足(2-1)沿水平方向和纵深方向的摆动运动；

所述多输出驱动单元(2)中的下侧双向弯曲单元(2-4)包括水平方向弯曲组分和纵深方向弯曲组分，所述水平方向弯曲组分和纵深方向弯曲组分分别由压电陶瓷片固定连接于弹性基体侧面组成，在激励电压信号的作用下所述水平方向弯曲组分和纵深方向弯曲组分分别产生沿水平方向和纵深方向的弯曲变形，进而带动下侧驱动足(2-5)沿水平方向和纵深方向的摆动运动；

所述单输出驱动单元(6)由压电陶瓷片(6-1)固定连接于中间驱动足(6-2)的上下两侧组成，在激励电压信号的作用下所述单输出驱动单元(6)产生伸缩变形和弯曲变形，进而合成带动中间驱动足(6-2)末端质点的椭圆轨迹运动。

3.根据权利要求1所述的一种五自由度压电运动平台，其特征在于，所述上侧驱动足(2-1)上表面设置有定位孔，所述动子(1)通过所述定位孔压紧在上侧驱动足(2-1)的上表面；

所述下侧驱动足(2-5)通过横向导轨(3)和纵向导轨(4)压紧在支撑平板(5)的上表面，实现沿支撑平板(5)平面内水平方向和纵深方向的直线运动；

所述中间驱动足(6-2)压紧在侧向压板(7)的侧面，实现沿侧向压板(7)竖直方向的直线运动。

4.根据权利要求1所述的一种五自由度压电运动平台，其特征在于，增加所述单输出驱动单元(6)的数量，实现所述运动平台负载能力的倍增。

5.一种如权利要求1所述的五自由度压电运动平台的激励方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：动子(1)沿水平方向做双向直线运动；

步骤二：动子(1)沿纵深方向做双向直线运动；

步骤三：动子(1)绕水平方向做双向旋转运动；

步骤四：动子(1)绕纵深方向做双向旋转运动；

步骤五：动子(1)沿竖直方向做双向直线运动。