[发明专利]一种大行程二维压电定位台

权利要求书

1.一种大行程二维压电定位台，其特征在于：包括底板（1）、压电定位台（2）、载物平台（3）和预紧机构；所述压电定位台（2）固定设于底板（1）上，所述载物平台（3）固定设于压电定位台（2）的顶面上；所述预紧机构包括第一预紧机构和第二预紧机构，分别设于与两个位移放大机构对应的压电定位台（2）的两侧边的底板（1）上；

所述压电定位台（2）包括矩形的载物平台框架（27）、第一位移放大机构（23）、第一解耦机构（25）、第二位移放大机构（24）、第二解耦机构（26）；

所述载物平台框架（27）为矩形框架；

所述第一位移放大机构（23）和第一解耦机构（25）为一组，水平平行设于载物平台框架（27）内中部；

所述第二位移放大机构（24）和第二解耦机构（26）为一组，分别垂直设于载物平台框架（27）内两侧；

所述第一位移放大机构（23）和第二位移放大机构（24）结构相同，其内均设有压电叠堆；所述第一解耦机构（25）和第二解耦机构（26）结构相同；

所述第一位移放大机构（23）和第一解耦机构（25）实现所述压电定位台在Y方向的位移输出；第二位移放大机构（24）和第二解耦机构（26）实现所述压电定位台在X方向的位移输出；实现在相同的电压激励下，X方向和Y方向的输出位移相等；

所述第一位移放大机构（23）包括第一菱形体（231）、第一压电叠堆（21）、一对第一杠杆（233）、一对第一直梁型柔性铰链（236）；所述第一菱形体（231）的短对角线两端的外部分别设有凸台，一处凸台上开设有第一辅助支点孔（237），另一处凸台上开设有第一支点孔（238）；所述第一压电叠堆（21）位于第一菱形体（231）的长对角线上，两端分别连接着第一菱形体（231）；所述一对第一杠杆（233）对称位于第一辅助支点孔（237）所在凸台的两侧，一对第一杠杆（233）的一端分别通过第一柔性铰链（232）连接着第一辅助支点孔（237）两侧的第一菱形体（231），一对第一杠杆（233）的另一端分别连接着一对第一直梁型柔性铰链（236）的一端，第一杠杆（233）和第一直梁型柔性铰链（236）呈直角连接，一对第一直梁型柔性铰链（236）的另一端连接着载物平台框架（27）的长边边框；与第一柔性铰链（232）相邻的第一杠杆（233）通过第一解耦柔性铰链（234）连接第一支点块（235），第一支点块（235）上开设有第一通孔（239）；第一菱形体（231）和一对第一杠杆（233）的串联实现了复合型多级位移放大；

所述第二位移放大机构（24）包括第二菱形体（241）、第二压电叠堆（22）、一对第二杠杆（243）、一对第二直梁型柔性铰链（246）；所述第二菱形体（241）的短对角线两端的外部分别设有凸台，一处凸台上开设有第二辅助支点孔（247），另一处凸台上开设有第二支点孔（248）；所述第二压电叠堆（22）位于第二菱形体（241）的长对角线上，两端分别连接着第二菱形体（241）；所述一对第二杠杆（243）对称位于第二辅助支点孔（247）所在凸台的两侧，一对第二杠杆（243）的一端分别通过第二柔性铰链（242）连接着第二辅助支点孔（247）两侧的第二菱形体（241），一对第二杠杆（243）的另一端分别连接着一对第二直梁型柔性铰链（246）的一端，第二杠杆（243）和第二直梁型柔性铰链（246）呈直角连接，一对第二直梁型柔性铰链（246）的另一端连接着载物平台框架（27）的短边边框；与第二柔性铰链（242）相邻的第二杠杆（243）通过第二解耦柔性铰链（244）连接第二支点块（245），第二支点块（245）上开设有第二通孔（249）；第二菱形体（241）和一对第二杠杆（243）的串联实现了复合型多级位移放大；

所述第一解耦机构（25）包括一对第一L型解耦梁（251），一对第一L型解耦梁（251）的一端分别连接着载物平台框架（27）的长边边框，一对第一L型解耦梁（251）的另一端连接着第一解耦支点块（252），使一对第一L型解耦梁（251）和载物平台框架（27）的长边边框构成一个空心矩形；所述第一解耦支点块（252）上开设有第一解耦通孔（253）；

所述第二解耦机构（26）包括一对第二L型解耦梁（261），一对第二L型解耦梁（261）的一端分别连接着载物平台框架（27）的短边边框，一对第二L型解耦梁（261）的另一端连接着第二解耦支点块（262），使一对第二L型解耦梁（261）和载物平台框架（27）的短边边框构成一个空心矩形；所述第二解耦支点块（262）上开设有第二解耦通孔（263）；

当第一解耦机构沿X方向的弯曲刚度或第二解耦机构沿Y方向的弯曲刚度与位移放大机构中直梁型柔性铰链的弯曲刚度近似相等时，实现刚度平衡，减小耦合误差。