[发明专利]基于双向预紧的初始转角误差可调节的微纳平台

说明书

本发明公开了基于双向预紧的初始转角误差可调节的微纳平台，所述微纳平台包括：平台(1)、压电陶瓷驱动器(2)、连接块(3)、第一固定端(5)、第二固定端(6)、第一放大杠杆(7)、第二放大杠杆(8)、第一连接板簧(9)、第二连接板簧(10)、导向板簧(11)、中心平台(12)、光栅读数头(13)、光栅玻璃尺(14)、第一压块(15)、第二压块(16)、支架(17)、预紧弹簧(18)、预紧螺钉(19)；通过本微纳平台的可调节方式能够对存在的缺陷进行补偿。

技术领域

本发明涉及一种微纳平台，具体涉及一种基于双向预紧的初始转角误差可调节的微纳平台，属于精密工程微定位平台领域。

背景技术

随着近年来超精密机械制造、微型机器人操作、精密光学测量仪器及生物医学微观操作等领域的发展，具有亚微米甚至纳米级分辨力的微纳操作平台的设计日益成为限制上述等领域发展的关键技术。20世纪80年代，A.Midha和L.L.Howell提出了柔顺机构的概念，极大的促进了微纳操作平台设计方法的发展，打开了全新的设计理念。此外，压电陶瓷这一智能驱动器件的日益成熟，以及其本身高频率响应，高刚度等优点，也为微纳平台的性能提升提供了有效途径，压电陶瓷驱动型微纳平台越来越广泛的受到关注。

中国专利CN102324253A提出了一种基于压电陶瓷驱动器驱动的并联微定位平台及微定位平台系统，以及文献CN102543217A提出了宏微驱动二维一体式微定位平台，上述两种设计方案均采用压电陶瓷驱动实现精密运动定位，而微纳平台本体均采用线切割一体式成型工艺，在上述加工过程中难免会由于加工误差及材料不均匀性等因素造成整体结构不对称，因此在驱动过程中中心工作平台会产生偏转误差，而该误差在上述平台中是无法补偿的。

发明内容

针对目前微纳平台加工过程中存在的不可避免的缺陷提出了一种基于双向预紧的初始转角误差可调节的微纳平台，通过可调节的方式对存在的缺陷进行补偿。

针对上述问题，本发明提供一种基于双向预紧的初始转角误差可调节的微纳平台，其结构简单、操作方便。

本发明采取的技术方案为：

基于双向预紧的初始转角误差可调节的微纳平台，包括平台、压电陶瓷驱动器、连接块、楔形块、第一固定端、第二固定端、第一放大杠杆、第二放大杠杆、第一连接板簧、第二连接板簧、导向板簧、中心平台、光栅读数头、光栅玻璃尺、第一压块、第二压块、支架、预紧弹簧、预紧螺钉、调整螺钉、气浮平台、光栅调整螺钉；平台为横截面为正方形的方形块结构，平台相邻两个侧边设有容纳压电陶瓷驱动器的空心腔，压电陶瓷驱动器两端分别与连接块接触，所述连接块为T形结构，连接块一端设有与压电陶瓷驱动器接触的球形凹槽，连接块外侧分别与第一固定端和第二固定端配合，所述第一固定端和第二固定端为方形结构，第一固定端和第二固定端相对一侧设有容纳连接块的T形槽，第一固定端和第二固定端外侧分别通过铰链与第一放大杠杆和第二放大杠杆连接，所述第一放大杠杆和第二放大杠杆为L形结构，第一放大杠杆和第二放大杠杆中部外侧端面通过铰链与平台基体连接，第一放大杠杆和第二放大杠杆另一端面分别与第一连接板簧和第二连接板簧一端连接，第一连接板簧和第二连接板簧另一端与中心平台中心位置连接，所述中心平台为正方形结构，中心平台四角位置分别通过导向板簧与平台基体连接，平台远离容纳压电陶瓷驱动器空心腔的相邻两边分别设置一个光栅读数头，与第一放大杠杆和第二放大杠杆外侧相对的平台基体内部分别设有容纳预紧弹簧和预紧螺钉的螺纹孔，所述预紧弹簧一端与第一放大杠杆或第二放大杠杆外端面接触，另一端与预紧螺钉里端接触，预紧螺钉与预紧弹簧接触一端设有圆柱形凸起，所述凸起与预紧弹簧之间采用过盈配合，预紧螺钉与平台基体之间采用细牙螺纹配合，预紧弹簧自由长度大于预紧螺钉与第一放大杠杆或第二放大杠杆外端面之间的最大间距。

其中，将所述连接块为设计为T形结构的作用是连接压电陶瓷和固定端，T形连接块可拆卸与安装，方便使用。球形凹槽可以安装一端是球形突出的压电陶瓷，如果一端是平面的压电陶瓷，可以更换为端面是平面的T形连接块。