[发明专利]X电极分割十字多维压电马达及控制方法和扫描探针显微镜

权利要求书

1.一种X电极分割十字二维压电马达，包括滑板，其特征在于，还包括：十字形压电体，十字形压电体中心设有X形电极分割线，十字形压电体在x+、x-、y+、y-方向的四个支臂电极独立，其中在x+和x-方向上的两个支臂沿着x+或x-方向形变，称为第二支臂和第四支臂，第二支臂和第四支臂末端为自由端；在y+和y-方向上的两个支臂可沿着y+或y-方向形变，称为第一支臂和第三支臂，第一、三支臂末端为自由端，设置四个大小相等的正压力将四个支臂的自由端压于滑板的滑面上。

2.根据权利要求1所述的X电极分割十字二维压电马达，其特征在于：所述滑板为具有双层板的一体化结构，所述十字形压电体平行置于双层板之间，第一支臂、第三支臂的自由端与双层板的之一相压，第二支臂和第四支臂的自由端与双层板的另一个板相压。

3.根据权利要求1所述的X电极分割十字二维压电马达，其特征在于：所述四个支臂的自由端是通过固定于其上的弹簧片与滑板相压的。

4.根据权利要求1所述的X电极分割十字二维压电马达，其特征在于：所述十字形压电体呈双平行十字片结构，它们将滑板夹于中间，构成三明治结构。

5.一种X电极分割十字二维压电马达的控制方法，其特征在于：x+方向步进一步的步骤为：

(a)第二支臂处于伸长状态，第四支臂处于收缩状态，第一、第三支臂均处于伸长状态或收缩状态；

(b)第二、第四支臂同时反向形变，在此过程中，第一支臂、第三支臂同时做至少半个周期的周期性相向伸缩形变；

(c)第二支臂伸长形变、其余三个支臂静止；

(d)第四支臂收缩形变、其余三个支臂静止；

x-方向步进一步的步骤为：

(a)第四支臂处于伸长状态，第二支臂处于收缩状态，第一、第三支臂均处于伸长状态或收缩状态；

(b)第二、第四支臂同时反向形变，在此过程中，第一支臂、第三支臂同时做至少半个周期的周期性相向伸缩形变；

(c)第四支臂伸长形变、其余三个支臂静止；

(d)第二支臂收缩形变、其余三个支臂静止；

y+方向步进一步的步骤为：

(a)第一支臂处于伸长状态，第三支臂处于收缩状态，第二、第四支臂均处于伸长状态或收缩状态；

(b)第一、第三支臂同时反向形变，在此过程中，第二支臂、第四支臂同时做至少半个周期的周期性相向伸缩形变；

(c)第一支臂伸长形变、其余三个支臂静止；

(d)第三支臂收缩形变、其余三个支臂静止；

y-方向步进一步的步骤为：

(a)第三支臂处于伸长状态，第一支臂处于收缩状态，第二、第四支臂均处于伸长状态或收缩状态；

(b)第一、第三支臂同时反向形变，在此过程中，第二支臂、第四支臂同时做至少半个周期的周期性相向伸缩形变；

(c)第三支臂伸长形变、其余三个支臂静止；

(d)第一支臂收缩形变、其余三个支臂静止。

6.一种X电极分割十字三维压电马达，其特征在于，包括：X电极分割十字二维压电马达和z压电马达；所述z压电马达固定于十字形压电体中心，所述z压电马达的输出推力方向垂直于x方向和y方向。

7.根据权利要求6所述的X电极分割十字三维压电马达，其特征在于：所述的z压电马达采用坚固型双压电体并排推动的三摩擦力步进器，或利用相向摩擦力压制成的叠堆压电马达，或多区驱动的惯性压电马达装置，或双压电体线性纳米定位压电驱动器。

8.一种扫描探针显微镜，其特征在于，包括：X电极分割十字二维压电马达、基座和多区驱动的惯性压电马达装置；所述X电极分割十字二维压电马达固定于基座上，所述多区驱动的惯性压电马达装置固定于十字形压电体的中心，基座的部分表面正对着多区驱动的惯性压电马达装置的输出推力方向。