[发明专利]大行程高精度微纳驱动装置及其定位方法

摘要

本发明公开了一种大行程高精度微纳驱动装置及其定位方法，以解决传统精密驱动装置定位精度低、承载能力小等技术问题。本发明包括固定外架、第一驱动模组、第二驱动模组、运动解耦组件、连接螺杆、承载板、导向套和紧固螺栓，第一驱动模组由激振体、压电片和传动体组成，第二驱动模组由压电叠堆和支撑板组成，运动解耦组件可为球头解耦或轴承解耦实现方式。施加微米级与纳米级复合定位方法于压电片和压电叠堆，可分别实现正反两方向厘米级或分米级大行程范围内的微米级与纳米级定位，从而实现本发明纳米级位移运动的输出。本发明具有结构简单紧凑、定位精度高、承载能力大等优点，在微驱动与精密定位技术领域具有广阔的应用前景。

主权项

一种大行程高精度微纳驱动装置及其定位方法，所述微纳驱动装置由固定外架（1）、第一驱动模组（100）、第二驱动模组（200）、运动解耦组件（6）、承载板（7）、连接螺杆（10）、导向套（5）和紧固螺栓（8）组成，所述第一驱动模组（100）包括激振体（2）、压电片（3）和传动体（4），所述激振体（2）为自由梁或悬臂梁结构弹性体，所述压电片（3）为d31激振模式的矩形压电陶瓷片或d33、d15激振模式的圆环形压电陶瓷片，所述传动体（4）为设有外螺纹的圆柱体结构，所述第二驱动模组（200）包括压电叠堆（9）和支撑板（11），所述支撑板（11）为盘状结构，其上端部表面沿圆周方向均匀设置有k个盲孔（11‑1），其中k为大于1的整数，所述支撑板设置有一通孔（11‑2），所述支撑板（11）上表面中心位置设有内螺纹孔（11‑3），所述固定外架（1）为一侧端部设有法兰盖（1‑1）的中空圆柱体结构，所述法兰盖（1‑1）侧端面沿圆周方向均匀设置有p个通孔（1‑1‑1），其中p为大于1的整数，所述固定外架（1）自由端部设置有内阶梯孔（1‑3），所述固定外架（1）靠近悬臂端部设置有通孔（1‑2），所述运动解耦组件（6）为球头运动解耦组件或轴承运动解耦组件，所述承载板（7）为盘状结构，其上端部表面沿圆周方向均匀设置有h个螺纹孔（7‑1），其中h为大于等于1的整数，所述承载板（7）上端部表面中心位置设有内六角孔（7‑3）结构，所述承载板（7）下端部表面中心位置设有内螺纹孔（7‑2）；所述微纳驱动装置的定位方法为，施加交流激励电信号于第一驱动模组（100）中的压电片（3）或压电片（2‑3），可实现第一驱动模组（100）正反两个方向厘米级或分米级大行程范围内的微米级定位，施加直流电信号于第二驱动模组（200）中的压电叠堆（9），可实现第二驱动模组（200）的纳米级定位，最终实现本发明的大行程纳米级定位。