[实用新型]一种高精度长行程的双物体线性驱动器

说明书

本实用新型属于高精度长行程的双物体线性驱动器，包括有滑轨、第一承载台、第二承载台、永磁体和可伸缩压电元件，滑轨与第一承载台和第二承载台滑动连接，可伸缩压电元件的一端与第一承载台固定连接，可伸缩压电元件的另一端与永磁体固定连接，第二承载台的材料为铁磁材料，第二承载台与滑轨滑动连接，永磁体吸附在第二承载台上，可伸缩压电元件施加驱动电压后进行伸长或收缩，使第一承载台和第二承载台在滑轨内滑动。本实用新型提供的高精度长行程的双物体线性驱动器系统由单一可伸缩压电元件驱动，复杂度低，可以很大程度的降低设备体积，并同时可实现两个物体各自独立驱动，且两个物体都可进行高精度（数纳米）、长行程（数毫米或厘米）的定位。

技术领域

本实用新型属于机械制造技术领域，尤其涉及一种高精度长行程的双物体线性驱动器。

背景技术

精密线性驱动器现代制造业和自动化装备的重要器件之一，在各种精密定位、加工与控制领域中，如光学元件定位、半导体加工、航空航天以及导弹装备等方面有着广泛的应用需求。在很多精密系统中，往往需要定位两个或以上的物体。另外，同时要求能够对物体进行高精度、长行程的定位。例如，在具有自动对焦功能和变焦功能的变焦系统中，需要对焦镜头组和变焦镜头组来改变整个系统的焦距。因此，需要对两个镜头组各自独立定位，且各自能够实现高精度、长行程的定位。

压电元件具有精度高(数个纳米)、响应快(数万赫兹)、尺寸小(数个毫米)等特点，因此被广泛运用于纳米级定位的精密驱动器中。由于压电元件本身的行程有限(数个微米)，无法实现长距离运动定位。因此，为扩大压电元件的行程，冲击驱动(impact drivemechanism,IDM)与平滑冲击驱动(smooth impact drive mechanism,SIDM)是两种有效的驱动方式。不但可以实现高精度(数纳米)的定位，同时还可以进行长行程(数毫米或厘米)的运动。但是，一个线性驱动器往往只能对一个物体或器件进行定位，无法实现对两个物体各自独立的定位。对两个物体的独立定位，往往需要两个独立的驱动器，因此，造成了结构复杂、占用空间、尺寸较大。

实用新型内容

本实用新型目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种高精度长行程的双物体线性驱动器，利用单个线性驱动器，即可实现两个物体的各自独立定位。

本实用新型的目的是这样实现的：一种高精度长行程的双物体线性驱动器，包括有滑轨、第一承载台、第二承载台、永磁体和可伸缩压电元件，滑轨与第一承载台和第二承载台滑动连接，可伸缩压电元件的一端与第一承载台固定连接，可伸缩压电元件的另一端与永磁体固定连接，第二承载台的材料为铁磁材料，第二承载台与滑轨滑动连接，永磁体吸附在第二承载台上，可伸缩压电元件施加驱动电压后进行伸长或收缩，使第一承载台和第二承载台在滑轨内滑动。

优选的，高精度长行程的双物体线性驱动器还包括有实现第一承载台和第二承载台独立驱动的电极，电极设置在滑轨的倾斜面上用于锁定或解锁第一承载台，电极通电时，电极产生静电用于吸附锁定第一承载台，使第一承载台和滑轨保持相对静止，对可伸缩压电元件施加驱动电压后驱动第二承载台在滑轨上滑动，电极断电解锁时，电极释放第一承载台，对可伸缩压电元件施加驱动电压后驱动第一承载台在滑轨内滑动。

优选的，滑轨包括有滑槽，滑槽包括有隔离电极的中心槽、中心槽两侧从下到上依次对称设置的倾斜面、第一滑动面、第二滑动面和限位面，第一滑动面竖直设置与第一承载台的侧面间隙配合，第一承载台在两个对称的第一滑动面之间滑动，第二滑动面垂直于第一滑动面，第二滑动面与第二承载台的下表面接触，第二承载台在第二滑动面上滑动，限位面与第二承载台的侧面间隙配合，限定第二承载台的横向移动。

优选的，驱动电压的一个电压周期内有上升沿和下降沿，驱动电压在上升沿的电压区间内，可伸缩压电元件伸长，驱动电压在下降沿的电压区间内，可伸缩压电元件收缩。

优选的，一个驱动行程中包括有一个或多个电压周期，由一个或多个电压周期组成一个驱动行程的整个电压周期。