[发明专利]二维平面位移微型控制平台

说明书

本发明属于精密加工技术领域，涉及一种二维平面位移微型控制平台。一种二维平面位移微型控制平台，包括：支撑框架、载物台、滚动支撑机构、x方向驱动机构和y方向驱动机构；所述载物台位于支撑框架上，滚动支撑机构支撑载物台，x方向驱动机构带动载物台在x方向平移，y方向驱动机构带动载物台在y方向平移；所述载物台上设有弹性平衡机构，所述弹性平衡机构保证载物台处于水平面，以及保证载物台能够跟随x方向和y方向驱动机构中的丝杆螺母往复运动。本发明提出一种二维平面位移微型控制平台，其兼顾了降低厚度、减小摩擦、提高载重、运动稳定、尺寸适应性强、易于扩展等多方面需求。

技术领域

本发明属于精密加工技术领域，涉及一种二维平面位移微型控制平台。

背景技术

传统的机械传动式微位移装置，主要有如下几种：

1)采用电机为驱动元件，以丝杠作为连接件，以滑动导轨作为支承平台。电机和丝杠的精度直接影响其传动精度性能，导轨的精度直接影响其直线度与承载能力。

2)利用压电陶瓷作为致动元件的微位移装置，其柔性饺链结构形式的限制，这种微位移装置工作范围有限，通常在几微米到几十微米范围内，并且切向无承载能力，应用环境比较严格。

3)直线电机弥补了前两种微位移装置的不足，同时具有高的精度和大的行程。但是直线电机也存在着不足之处，主要体现在以下两个方面：第一、与同容量旋转电机相比，直线电机(主要是感应式直线电机)的效率和功率因数较小，尤其在低速时比较明显。这一方面是因为直线电机的初次级气隙一般都比旋转电机大，因此所需的磁化电流就较大，损耗增加；另一方面，由于直线电机初级铁心两端开断，产生了所谓的端部效应，从而引起波形畸变等问题，其结果也导致损耗增加。但从整个装置或系统来看，采用直线电机可省去中间传动装置，因此系统总效率往往还是比采用旋转电机要高。第二、直线电机特别是直线感应电机的起动推力受电源电压的影响较大，需采取有关措施保证电源的稳定或改变电机的有关特性来减少或消除这种影响。

截至目前，绝大多数实现二维位移精确调整的位移台都是通过一维位移台组合在一起实现精确位移调整，这样极大的增加了二维位移台的体积，特别是高度尺寸，很难应用在对空间尺寸要求严格的场合。例如原子力显微镜设备中的小型密闭空间、光学显微镜的样品台等，对位移平台的高度、尺寸均有限制。

综上所述，亟需研制一种既保证运动精度，又具有最小高度尺寸的新型位移台，以最小的体积实现小空间平面位移及角度、高度等多功能控制。

发明内容

本发明提出一种二维平面位移微型控制平台，其兼顾了降低厚度、减小摩擦、提高载重、运动稳定、尺寸适应性强、易于扩展等多方面需求。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种二维平面位移微型控制平台，其特殊之处在于，包括：

支撑框架、载物台、滚动支撑机构、x方向驱动机构和y方向驱动机构；

所述载物台位于支撑框架上，滚动支撑机构支撑载物台，x方向驱动机构带动载物台在x方向平移，y方向驱动机构带动载物台在y方向平移；所述载物台上设有弹性平衡机构，所述弹性平衡机构保证载物台处于水平面，以及保证载物台能够跟随x方向和y方向驱动机构中的丝杆螺母往复运动。

进一步地，上述x方向驱动机构包括第一传动机构和第一动力机构；所述第一动力机构驱动第一传动机构带动载物台沿x方向移动；所述y方向驱动机构包括第二传动机构和第二动力机构；所述第二动力机构驱动第二传动机构带动载物台沿y方向移动。