[发明专利]一种断电自锁微位移压电调整装置

说明书

一种断电自锁微位移压电调整装置，它涉及一种压电驱动装置，它包括顶杆、驱动机构、制动机构和支撑体；所述驱动机构包括驱动压电叠堆和微位移放大结构；所述制动机构包括两个制动三角放大结构和两个制动压电叠堆；每个制动三角放大结构内布置有一个制动压电叠堆，两个制动三角放大结构的相背输出端与支撑体固接，两个制动三角放大结构的相邻输出端之间设有竖向布置的顶杆，顶杆滑动设在支撑体上；顶杆的底端与微位移放大结构的输出端接触，微位移放大结构固定在支撑体上。本发明结构紧凑，控制简便，减少电能的消耗，在微位移放大输出的同时增大了外部平台转角调整范围，提高了整个机构的调整可靠性。

技术领域

本发明涉及一种压电驱动装置，具体涉及一种断电自锁微位移压电调整装置，属于压电精密驱动领域。

背景技术

随着科技高速发展，光学、半导体以及机械加工领域等迫切需求超精密定位指向机构，特别是空间领域，当下深空探测、激光通信、激光测距等发展迅速，平台的高精指向是一个重要指标，往往需要利用高精度的指向调整机构进行平台指向的调节。

指向调整机构目前主要有两种形式，其一是利用传动电机驱动的指向调整机构，其二是利用逆压电效应驱动的指向调整机构。使用传统电机驱动，导致整个机构体积大、传动链长、控制复杂、重量大，不利于应用到对小重量、小体积有要求的空间领域。公开号为CN109889084A的专利申请提出了一种五自由度压电驱动平台，该发明申请的驱动平台在进行位姿调节后不能实现断电保持，压电驱动单元需要一直通电，以保持调节的平台位置、角度保持不变，对压电器件寿命有所损耗；公开号为CN108054512A的专利申请提出一种用于深空探测的大力矩抗干扰天线指向机构，该机构需要借助制动器通电输出保持力矩，实现机构的保持，并不能实现断电自锁；申请号201710583870.X的专利申请提出了具有解耦功能的大偏转角压电二维指向机构及驱动方法，采用一级杠杠放大，微位移放大倍数有限，致使转角范围受到限制，且杠杆机构为非对称结构，对压电堆的位置布置要求很高，对放大倍数有着关键影响。可见现有压电驱动机构可调整的角度范围小，工作时需要一直通电，没有断电自锁功能，导致电能的浪费，同时压电叠堆长时间通电对其寿命有损耗。

发明内容

本发明是为克服现有技术的不足，提供一种结构紧凑，控制简便的断电自锁微位移压电调整装置，该调整装置不需要带电保持，可减小压电叠堆长时间的通电对其寿命的损耗，减少电能的消耗，在微位移放大输出的同时增大了外部平台转角调整范围，提高了整个机构的调整可靠性。

本发明的技术方案是：

一种断电自锁微位移压电调整装置，它包括顶杆、驱动机构、制动机构和支撑体；

所述驱动机构包括驱动压电叠堆和微位移放大结构；

所述制动机构包括两个制动三角放大结构和两个制动压电叠堆；

每个制动三角放大结构内布置有一个制动压电叠堆，两个制动三角放大结构的相背输出端与支撑体固接，两个制动三角放大结构的相邻输出端之间设有竖向布置的顶杆，顶杆滑动设在支撑体上，在制动压电叠堆断电状态下，顶杆被两个制动三角放大结构夹持锁定；顶杆的底端与微位移放大结构的输出端接触，在驱动压电叠堆通电状态下，微位移放大结构被驱动压电叠堆驱动而输出向上的驱动力传递给顶杆，微位移放大结构固定在支撑体上。

进一步地，所述微位移放大结构为杠杆和三角复合放大结构，包括：杠杆放大结构和位于该杠杆放大结构下部的驱动三角放大结构；驱动三角放大结构内安装有驱动压电叠堆，驱动三角放大结构和杠杆放大结构分别与支撑体相连，驱动三角放大结构的一单侧输出端与杠杆放大结构的输入端相接触，杠杆放大结构的输出端与顶杆的底端相接触。

进一步地，所述微位移放大结构为驱动三角放大结构，该驱动三角放大结构内安装有驱动压电叠堆，驱动三角放大结构和驱动压电叠堆分别与支撑体相连，驱动三角放大结构5的输出端与顶杆的底端相接触。