[实用新型]一种精密驱动与定位的直线电机

说明书

一种精密驱动与定位的直线电机，包括运动平台C，运动平台C内部安装有电磁电机次级永磁体组B，在基板D上固定有电磁电机初级绕组A，电磁电机初级绕组A与运动平台C不连接，在运动平台C下面设有轨道Q，轨道Q安装在基板D上；运动平台C能在轨道Q上运动；其特征在于，在运动平台C侧面固定安装有压电驱动摩擦片E‑2；在压电驱动摩擦片E‑2外侧设有一个压电驱动机构P_A，压电驱动器P_A包括压电驱动器摩擦头E‑1，切变型多层压电驱动器F_1A，厚度型多层压电驱动器F_2A和支架U_A；本实用新型与现有技术相比，能更有效、更精密地实现宏‑微‑纳运动；多级运动模式切换和多头复合驱动器运动的协调，运动平台的实时位置闭环反馈。

技术领域

本实用新型涉及一种精密驱动与定位的直线电机，具体涉及一种复合驱动的纳米分辨率直线电机。

背景技术

精密驱动与定位技术是精密制造、精密机械、精密测量中的关键技术之一。高精密驱动与定位技术广泛应用于微机械、半导体芯片和微电子制造技术、光学与光通讯技术等领域中，左右着高精尖技术的发展，也体现了国家的综合实力。欧美等先进国家在微电子、军工武器等高技术方面的领先地位，得益于其在精密驱动定位和测试技术方面的领先水平。高精密驱动正在突破传统的光、机、电框架，已成为跨学科的综合性核心技术。

电磁驱动是一种常见的驱动机构，利用电磁原理，通过控制线圈中的电流大小来控制电磁力的大小。通常情况下它具有非线性控制特性和较大的电气时间常数，因此早期的电磁驱动多用于只需进行开关控制的场合，如电磁继电器、电磁吸盘，以及单相电磁马达等。后来，随着控制电路技术的发展，人们通过优化磁路结构，施加预偏置磁场、以及利用多相开关电路控制技术等手段，发展了多相电磁马达，包括步进电机、伺服电机、直线电机等，应用于精密驱动与运动控制。电磁电机的动子依靠电磁感应获得驱动力，因而此电磁电机具有大行程、快速运动、寿命长，以及工作电压低等优势。但是电磁驱动器依靠大的偏置电流工作，当处于位置保持状态时存在比较严重的发热。电磁电机与驱动器依靠电磁感应，也存在致动响应时间滞后、响应时间慢等问题。另外，线圈绕组刚度相对较小，作为力作动元件时因本身易产生形变也有可能影响定位精度。因此，电磁原理的电机，如直线电机，其定位精度一般仅限于微米、亚微米范围。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出了一种精密驱动与定位的直线电机，以克服现有技术中电磁驱动电机过热定位精度不够的问题。

一种精密驱动与定位的直线电机，包括运动平台C，运动平台C内部安装有电磁电机次级永磁体组B，在基板D上固定有电磁电机初级绕组A，电磁电机初级绕组A与运动平台C不连接，在运动平台C下面设有轨道Q，轨道Q安装在基板D上；运动平台C能在轨道Q上运动；其特征在于，在运动平台C侧面固定安装有压电驱动摩擦片E-2；在压电驱动摩擦片E-2外侧设有一个压电驱动机构P_A，压电驱动器P_A包括压电驱动器摩擦头E-1，切变型多层压电驱动器F_1A，厚度型多层压电驱动器F_2A和支架U_A，其中，支架U_A底部固定在基板D上，厚度型多层压电驱动器F_2A底面固定在支架U_A上，切变型多层压电驱动器F_1A底面固定在厚度型多层压电驱动器F_2A上，切变型多层压电驱动器F_1A上设有压电驱动器摩擦头E-1；支架U_A围在切变型多层压电驱动器F_1A和厚度型多层压电驱动器F_2A外部；压电驱动器摩擦头E-1压在压电驱动摩擦片E-2上。