[发明专利]采用压电驱动的两自由度直线运动平台

摘要

采用压电驱动的两自由度直线运动平台，属于多自由度运动平台技术领域。解决现有电磁电机驱动型两自由度直线运动平台存在的结构复杂、重量大、运动精度低等问题。压电振子位于静平台与动平台之间，静平台上表面平行固定有两个导轨，静平台的每个导轨上设置有两个滑块；动平台的下表面平行固定有两个导轨，动平台的每个导轨上设置有两个滑块；静平台上设置的四个滑块的上表面与动平台上设置的两个导轨的下表面分别固定连接，且静平台上设置的两个导轨与动平台上设置的两个导轨轴线相互垂直；压电振子处于静平台上的两个导轨之间，压电振子上的驱动足的上侧面与动平台下表面紧密接触。用到两自由度直线平台制作领域。

主权项

1.采用压电驱动的两自由度直线运动平台，它包括压电振子(1)、静平台(2)、动平台(3)、四个导轨(4)和八个滑块(5)；压电振子(1)位于静平台(2)与动平台(3)之间，所述压电振子(1)包括中间梁(1‑1)、八片压电陶瓷片(1‑2)和两个后端盖(1‑3)，所述中间梁(1‑1)包含两个变幅杆(1‑1‑1)和一个驱动足(1‑1‑2)，驱动足(1‑1‑2)的两个侧面分别与两个变幅杆(1‑1‑1)的末端面固定连接；后端盖(1‑3)的一侧中心位置设置有螺柱(1‑3‑1)，所述每个螺柱(1‑3‑1)均套装有四片压电陶瓷片(1‑2)，所述后端盖(1‑3)通过螺柱(1‑3‑1)旋合在变幅杆(1‑1‑1)的首端，并实现压电陶瓷片(1‑2)的压紧；静平台(2)上表面平行固定有两个导轨(4)，静平台(2)的每个导轨(4)上设置有两个滑块(5)；动平台(3)的下表面平行固定有两个导轨(4)，动平台(3)的每个导轨(4)上设置有两个滑块(5)；静平台(2)上设置的四个滑块(5)的上表面与动平台(3)上设置的两个导轨(4)的下表面分别固定连接，且静平台(2)上设置的两个导轨(4)与动平台(3)上设置的两个导轨(4)轴线相互垂直；所述压电振子(1)通过后端盖(1‑3)的下表面与静平台(2)上表面固定连接，压电振子(1)处于静平台(2)上的两个导轨(4)之间，且压电振子(1)轴线与静平台(2)上设置的两个导轨(4)的轴线平行，压电振子(1)上的驱动足(1‑1‑2)的上侧面与动平台(3)下表面紧密接触；其特征在于，压电振子(1)中的八片压电陶瓷片(1‑2)均沿厚度方向极化，在一个后端盖(1‑3)至另一个后端盖(1‑3)的方向上，八片压电陶瓷片(1‑2)分别为第一个至第八个压电陶瓷片(2)，第一个和第二个压电陶瓷片(1‑2)均分为上下两个半区进行极化，在第一个和第二个压电陶瓷片(1‑2)中，同一压电陶瓷片(1‑2)上下两个半区的极化方向相反，且第一个和第二个压电陶瓷片(1‑2)的两个下半区极化方向相反，第七个和第八个压电陶瓷片(1‑2)分为上下两个半区进行极化，第一个和第七个压电陶瓷片(1‑2)极化方向相同，第二个和第八个压电陶瓷片(1‑2)极化方向相同；第三个、第四个、第五个和第六个压电陶瓷片(1‑2)均分为左右两个半区进行极化，在第三至第六个压电陶瓷片(1‑2)中，同一压电陶瓷片(1‑2)上左右两个半区的极化方向相同，第三个和第四个压电陶瓷片(1‑2)极化方向相反，第四个和第五个压电陶瓷片(1‑2)极化方向相同，第五个和第六个压电陶瓷片(1‑2)极化方向相反；第二个和第三个压电陶瓷片(1‑2)之间、第四个压电陶瓷片(1‑2)和变幅杆(1‑1‑1)之间、变幅杆(1‑1‑1)和第五个压电陶瓷片(1‑2)之间、第六个和第七个压电陶瓷片(1‑2)之间均设置有接地电极片(1‑4)，第一个和第二个压电陶瓷片(1‑2)之间、第七个和第八个压电陶瓷片(1‑2)之间均设置有弯振电极片(1‑5)，第三个和第四个压电陶瓷片(1‑2)之间、第五个和第六个压电陶瓷片(1‑2)之间均分别设置有两个纵弯复用电极片(1‑6)，且上述的两个纵弯复用电极片(1‑6)分别设置在所在的平面内的左右两侧，且设置在同一平面内的两个纵弯复用电极片(1‑6)之间留有间隙；当实现动平台(3)沿垂直于压电振子轴线方向的直线致动时：所述压电振子(1)中的所有接地电极片(1‑4)与激励信号公共端连接，所有弯振电极片(1‑5)与第一相驱动信号连接，第三个和第四个压电陶瓷片(1‑2)之间左侧的纵弯复用电极片(1‑6)与第二相驱动信号连接，第五个和第六个压电陶瓷片(1‑2)之间右侧的纵弯复用电极片(1‑6)与第二相驱动信号连接；第三个和第四个压电陶瓷片(1‑2)之间右侧的纵弯复用电极片(1‑6)与第三相驱动信号连接，第五个和第六个压电陶瓷片(1‑2)之间左侧的纵弯复用电极片(1‑6)与第三相驱动信号连接；第一相驱动信号与第二相驱动信号在时间上具有90度或者‑90度的相位差，第二相驱动信号与第三相驱动信号在时间上具有180度的相位差。