[发明专利]一种采用非对称转化铰链的大承载式压电粘滑旋转台

说明书

一种采用非对称转化铰链的大承载式压电粘滑旋转台，旨在解决现有压电粘滑旋转台铰链结构复杂、旋转范围小、承载能力弱等问题。本发明包括转台、轴承、支撑圆筒、圆筒固定螺栓、驱动组件固定螺栓、驱动组件和底台，轴承内圈与转台过盈配合，轴承外圈与支撑圆筒过盈配合，驱动组件通过驱动组件固定螺栓固定安装在底台上，驱动组件与转台下端部接触，支撑圆筒通过圆筒固定螺栓固定安装在底台上。本发明采用的非对称转化铰链为中心对称结构，由于铰链刚度分布不均，使非对称转化铰链产生收缩斜向位移，夹紧转台并产生扭矩使转台旋转。本发明具有结构简单、旋转范围大、承载能力强、定位精度高等特点，在微纳精密驱动与定位领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种采用非对称转化铰链的大承载式压电粘滑旋转台，属于微纳精密驱动与定位技术领域。

背景技术

随着科学技术的发展，国内外尖端技术领域对微/纳米级驱动定位技术的需求越来越迫切。压电驱动技术作为微/纳米级驱动定位领域的重要技术之一，因其具有体积小、定位精度高、行程大、无电磁干扰等特点，在微加工技术、材料科学、半导体加工、生物工程等领域展现出了重要的科学意义和广泛的应用前景。

压电旋转台是利用压电驱动技术驱动、产生微/纳米级运动分辨率的精密驱动定位平台，它可应用于超精密加工、大规模集成电路制造、扫描探针显微镜等技术领域，现有的压电旋转台主要采用直驱的方式以实现压电微动旋转，由于直驱铰链结构变形量小，为增大直驱铰链结构的输出位移，其设计的铰链结构复杂，且还存在旋转范围小、承载能力较弱等缺陷，严重制约了压电粘滑旋转台在精密驱动与定位技术领域的推广与应用。

因此，创设一种铰链结构简单、旋转范围大、承载能力强的压电粘滑旋转台是至关重要的。

发明内容

为解决已有压电粘滑旋转台铰链结构复杂、旋转范围小、承载能力较弱等技术问题，本发明公开了一种采用非对称转化铰链的大承载式压电粘滑旋转台。

本发明所采用的技术方案：

为达到上述目的，本发明提供一种采用非对称转化铰链的大承载式压电粘滑旋转台，该种采用非对称转化铰链的大承载式压电粘滑旋转台由转台、轴承、支撑圆筒、圆筒固定螺栓、驱动组件固定螺栓、驱动组件和底台组成；其中，所述轴承内圈与转台过盈配合，所述轴承外圈与支撑圆筒过盈配合，所述驱动组件通过驱动组件固定螺栓固定安装在底台上，所述驱动组件与转台下端部接触，所述支撑圆筒通过圆筒固定螺栓固定安装在底台上。

所述转台包括圆台、轴承上限位面和转动柱；所述圆台置于支撑圆筒的圆台安装槽内；所述轴承上限位面与轴承接触；所述转动柱穿过支撑圆筒与驱动组件接触。

所述轴承包括轴承内圈上表面和轴承外圈下表面；所述轴承内圈上表面与轴承上限位面接触，所述轴承外圈下表面与支撑圆筒的轴承下限位面接触。

所述支撑圆筒包括旋转孔、圆台安装槽、轴承下限位面、圆筒安装孔和圆筒安装面；所述旋转孔内穿过转动柱；所述圆台安装槽内安装有圆台；所述轴承下限位面与轴承外圈下表面接触；所述圆筒安装孔内穿过圆筒固定螺栓；所述圆筒安装面与底台的底台表面接触。

所述底台包括圆筒安装螺纹孔、驱动组件安装螺纹孔和底台表面；所述圆筒安装螺纹孔与圆筒固定螺栓螺纹连接；所述驱动组件安装螺纹孔与驱动组件固定螺栓螺纹连接；所述底台表面放置有支撑圆筒和驱动组件。

所述驱动组件包括加载螺栓、加载板、非对称转化铰链、压电叠堆、垫片和预紧螺栓；其中，所述加载螺栓与加载板接触，所述加载板安装于非对称转化铰链的加载板安装槽内；所述压电叠堆两侧均与垫片接触，并通过两侧的预紧螺栓将压电叠堆紧固在非对称转化铰链内。