[发明专利]一种单自由度偏摆平台

说明书

本发明涉及一种单自由度偏摆平台，包括通过预紧机构连接的驱动机构和偏摆机构，偏摆机构包括平行布置的顶板和底板，驱动机构位于顶板和底板之间的空间，驱动机构两端与驱动固定单元连接，驱动机构两侧设有柔性放大单元和柔性缩小单元，两柔性单元分别位于两组驱动固定单元之间；两柔性单元均具有至少两组，每一组柔性放大单元和柔性缩小单元均包括两组倾斜布置形成开口的弹性梁和纵向布置位于开口中部的中梁，两弹性梁均与对应的驱动固定单元连接；通过驱动机构带动两驱动固定单元相互远离或靠近，通过两弹性梁使柔性放大单元的中梁推动或拉动顶板，同时柔性缩小单元的中梁拉动或推动顶板，从而实现顶板的偏摆运动。

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体为一种单自由度偏摆平台。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

高精度偏摆平台是现代精密运动定位平台中常见的一类重要部件，广泛应用于图像处理、扫描探测显微镜、光学捕获、激光扫描、光束稳定等众多领域。

而现有的高精度偏摆机构存在很多不足，例如整体结构不够紧凑导致体积较大，占有更多的安装空间；实现偏摆运动采用缺口型柔性铰链的设计，应力集中现象明显，易造成损坏；平台偏摆角度较小，难以满足大角度的偏摆运动；整体结构采用减材制造方式，加工比较困难。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种单自由度偏摆平台，采用放大机构和缩小机构并联放置于压电陶瓷两侧，偏摆平台置于结构的正上方，使其结构在空间上分布于压电陶瓷的四周空间，从而使整体结构更加紧凑，且柔性放大单元和柔性缩小单元形成的推拉式运动方式，使其偏摆角度更大。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面提供一种单自由度偏摆平台，包括通过预紧机构连接的驱动机构和偏摆机构，偏摆机构包括平行布置的顶板和底板，驱动机构位于顶板和底板之间的空间，驱动机构两端与驱动固定单元连接，驱动机构两侧设有柔性放大单元和柔性缩小单元，两柔性单元分别位于两组驱动固定单元之间；

柔性放大单元和柔性缩小单元均具有至少两组，每一组柔性放大单元和柔性缩小单元均包括两组倾斜布置形成开口的弹性梁和纵向布置位于开口中部的中梁，两弹性梁均与对应的驱动固定单元连接；

通过驱动机构带动两驱动固定单元相互远离或靠近，通过两弹性梁使柔性放大单元的中梁推动或拉动顶板，同时柔性缩小单元的中梁拉动或推动顶板，从而实现顶板的偏摆运动。

其中一组柔性放大单元具有的两倾斜布置的弹性梁，其形成的开口朝向顶板且形成V型，垂直布置的中梁一端与顶板连接，另一端与V型弹性梁的底端连接。

另一组柔性放大单元具有的两倾斜布置的弹性梁，其形成的开口朝向底板且形成倒V型，垂直布置的中梁一端与底板连接，另一端与倒V型弹性梁的底端连接。

其中一组柔性缩小单元具有的两倾斜布置的弹性梁，其形成的开口朝向底板且形成倒V型，垂直布置的中梁一端与顶板连接，另一端与倒V型弹性梁的底端连接。

另一组柔性缩小单元具有的两倾斜布置的弹性梁，其形成的开口朝向顶板且形成V型，垂直布置的中梁一端与底板连接，另一端与V型弹性梁的底端连接。

柔性放大单元和柔性缩小单元同时运动。

柔性放大单元和柔性缩小单元分别位于驱动机构相对的两侧。

驱动机构为压电陶瓷驱动器，产生水平轴向方向的位移，通过驱动固定单元作用于柔性放大单元和柔性缩小单元上。

底板上设有下模态调整单元，下模态调整单元分别与底板和驱动固定单元连接，下模态调整单元用于提升偏摆平台的固有频率。