一种双向驱动的多级微位移放大装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种双向驱动的多级微位移放大装置，包括位于同一平面上的压电组件、组间刚性杆和输出块，所述压电组件有两个，两个所述压电组件相互对称布置。通过设置两个压电组件，并在两个压电组件的一级刚性杆之间形成有用于放置压电陶瓷驱动器的驱动空间，使得压电陶瓷驱动器的两端都可以作为位移输出端，在压电陶瓷驱动器输出相同位移量的情况下，微位移放大装置的铰链变形量相对较小，铰链变形需要的应力也就相对较小，位移放大倍数和负载能力都相对较大。都相对较大。都相对较大。

【技术实现步骤摘要】
一种双向驱动的多级微位移放大装置


[0001]本专利技术涉及一种放大装置，尤其是一种双向驱动的多级微位移放大装置。

技术介绍

[0002]近年来，随着微电子技术的发展，压电陶瓷以其优越的精密驱动和定位性能而被广泛的应用于微位移驱动和精密定位领域，但是由于其微米级的位移输出往往不能满足实际应用的需求，一般需要设计位移放大装置对其进行位移放大。
[0003]现有的微位移放大装置，压电陶瓷驱动器的一端通常是固定的，另一端作为位移的输出端，本申请人早期设计的微位移放大装置基本都是采用上述结构，如公开号为CN104900573B的中国专利技术专利公开的一种对称式差动杠杆微位移放大装置、公开号为CN110739256A的中国专利技术专利申请公开的一种微位移放大装置等。然而，采用上述结构，由于压电陶瓷驱动器只有一个位移输出端，微位移放大装置也就只有一个位移输入端，在压电陶瓷驱动器输出相同位移量的情况下，微位移放大装置的铰链变形量相对较大，铰链变形需要的应力较大，位移放大倍数和负载能力都将大大减少。
[0004]有鉴于此，本专利技术人对微位移放大装置的结构进行了深入的研究，遂有本案产生。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种位移放大倍数和负载能力相对较大的双向驱动的多级微位移放大装置。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种双向驱动的多级微位移放大装置，包括位于同一平面上的压电组件、组间刚性杆和输出块，所述压电组件有两个，两个所述压电组件相互对称布置；
[0008]所述压电组件包括固定块、一级刚性杆、一端与所述一级刚性杆的一端铰接的二级刚性杆、一端与所述二级刚性杆的另一端铰接的连接刚性杆、杆身铰接在所述连接刚性杆上的三级刚性杆以及一端与所述三级刚性杆铰接的三角刚性杆，所述二级刚性杆的杆身以及所述三级刚性杆远离所述三角刚性杆的一端分别铰接在所述固定块上，所述一级刚性杆和所述连接刚性杆位于所述二级刚性杆的同一侧，所述三角刚性杆和所述连接刚性杆位于所述三级刚性杆的同一侧；
[0009]两个所述压电组件的所述三角刚性杆远离对应的所述三级刚性杆的一端分别铰接在同一所述输出块上，两个所述压电组件的所述一级刚性杆远离对应的所述二级刚性杆的一端分别与所述组间刚性杆的两端一对一铰接，且两个所述压电组件的所述一级刚性杆之间形成有用于放置压电陶瓷驱动器的驱动空间。
[0010]作为本专利技术的一种改进，两个所述压电组件具有所述二级刚性杆的一侧相向布置。
[0011]作为本专利技术的一种改进，上述各铰接都是通过柔性铰链进行铰接。
[0012]作为本专利技术的一种改进，所述柔性铰链都为直圆型结构的柔性铰链。
[0013]作为本专利技术的一种改进，还包括基板，所述固定块固定连接在所述基板上。
[0014]作为本专利技术的一种改进，其中一个所述压电组件的所述第一刚性杆上螺旋连接有与压电陶瓷驱动器配合的预紧螺钉。
[0015]采用上述技术方案，本专利技术具有以下有益效果：
[0016]1、通过设置两个压电组件，并在两个压电组件的一级刚性杆之间形成有用于放置压电陶瓷驱动器的驱动空间，使得压电陶瓷驱动器的两端都可以作为位移输出端，在压电陶瓷驱动器输出相同位移量的情况下，微位移放大装置的铰链变形量相对较小，铰链变形需要的应力也就相对较小，位移放大倍数和负载能力都相对较大。
[0017]2、本专利技术提供的微位移放大装置，综合了二级杠杆放大原理和三角形放大原理的结构性能优点，将压电陶瓷驱动器的纵向输入位移转为横向输出位移并实现多级放大，具有大行程、低应力、附加位移相对较小等突出优点。
[0018]3、由于两个压电组件相互对称布置，可以有效的减少附加位移对输出位移精度的影响。
[0019]4、本专利技术提供的微位移放大装置，在实现多级位移放大的同时，将压电陶瓷驱动器内置于放大机构内部，实现了整个位移放大机构的微型化。
附图说明
[0020]图1为本专利技术微位移放大装置的结构示意图；
[0021]图2为本专利技术微位移放大装置工作原理示意图。
[0022]图中标示对应如下：
[0023]10
‑
压电组件；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
11
‑
固定块；
[0024]12
‑
一级刚性杆；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
13
‑
二级刚性杆；
[0025]14
‑
连接刚性杆；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
15
‑
三级刚性杆；
[0026]16
‑
三角刚性杆；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
20
‑
组间刚性杆；
[0027]30
‑
输出块；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
40
‑
压电陶瓷驱动器；
[0028]41
‑
预紧螺钉。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的说明。
[0030]如图1所示，本实施例提供的双向驱动的多级微位移放大装置，包括位于同一平面上的压电组件10、组间刚性杆20和输出块30，其中，压电组件10有两个，两个压电组件20相互对称布置。优选的，本实施例提供的微位移放大装置还包括基板(图中未示出)，压电组件10、组间刚性杆20和输出块30置于基板上。此外，压电组件10、组间刚性杆20和输出块30为一体成型的零件，具体的，本实施例提供的微位移放大装置采用电火花线切割的方式形成一体连接的压电组件10、组间刚性杆20和输出块30，然后在置于基板上，这样加工精度相对较高，有效避免了切割、装配过程中的误差叠加。
[0031]两个压电组件10的结构相同，以其中一个为例，压电组件10包括固定块11、一级刚性杆12、一端与一级刚性杆12的一端铰接的二级刚性杆13、一端与二级刚性杆13的另一端铰接的连接刚性杆14、杆身铰接在连接刚性杆14上的三级刚性杆15以及一端与三级刚性杆
15铰接的三角刚性杆16，需要说明的是，三角刚性杆16并非呈三角状的杆件，其仍为直杆，但可与连接刚性杆14共同构成一个三角区域，各杆件的一端和另一端指的是杆件的端部，包括对应的端面以及靠近该端面的区域，各杆件的杆身指的是杆件两个端部之间的位置，不包括杆件的端部。
[0032]在同一个压电组件10中，二级刚性杆13的杆身以及三级刚性杆15远离三角刚性杆16的一端分别铰接在固定块11上，固定块11则通过螺栓与基板固定连接(即固定块11固定连接在基板上)，以确保固定块11不会产生位移。一级刚性杆12和连接刚性杆14位于二级刚性杆13的同一侧，三角刚性杆16和连接刚性杆14位于三级刚性杆15的同一侧，当然，连接刚性杆14位于二级刚性杆13和三级刚性杆15之间；两个压电组件10具有二级本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双向驱动的多级微位移放大装置，其特征在于，包括位于同一平面上的压电组件、组间刚性杆和输出块，所述压电组件有两个，两个所述压电组件相互对称布置；所述压电组件包括固定块、一级刚性杆、一端与所述一级刚性杆的一端铰接的二级刚性杆、一端与所述二级刚性杆的另一端铰接的连接刚性杆、杆身铰接在所述连接刚性杆上的三级刚性杆以及一端与所述三级刚性杆铰接的三角刚性杆，所述二级刚性杆的杆身以及所述三级刚性杆远离所述三角刚性杆的一端分别铰接在所述固定块上，所述一级刚性杆和所述连接刚性杆位于所述二级刚性杆的同一侧，所述三角刚性杆和所述连接刚性杆位于所述三级刚性杆的同一侧；两个所述压电组件的所述三角刚性杆远离对应的所述三级刚性杆的一端分别铰接在同一所述输出块上，两个所述压电组件的所述一级刚性杆远离对应的所述二级刚性杆的一端分别与所述组间刚...

【专利技术属性】
技术研发人员：范伟，郑应芳，朱来发，王寅，占炜，杨建红，马举，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：