【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微型精密驱动领域，特别涉及双向驱动的位移放大机构及压电陶瓷驱动器和微纳系统。
技术介绍
1、压电陶瓷驱动器应用于超高精度工件台有着其它致动器无法比拟的性能优势，如体积小、分辨率高、响应快、不发热、无噪声、寿命长等优点，成为微机电领域新的热点，尤其是叠层型压电陶瓷驱动器，作为驱动元件在精密机械电子领域得到了广泛的应用。然而，压电陶瓷的输出位移通常在几微米到几十微米的范围内，因此经常采用柔性铰链位移放大机构来实现对其输出位移的放大。柔性机构是近几年来发展起来的一种新型机械传动和支撑机构，柔性铰链是其重要组成部分，利用自身结构薄弱部分的弹性变形可实现类似普通铰链的运动传递，具有无摩擦、无间隙、运动灵敏度高的特点，常用来组成多种传动放大机构，其中传统的柔性铰链位移放大机构存在如下缺陷：压电陶瓷驱动器的固定端，大多采用一端固定，另外一段作为位移的输出端，那么在输出相同位移量的情况下，位移输出端的铰链变形也是所专利技术输入两端可同时移动位移放大机构的两倍，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。此外很多位移放大机构为非对称结构，输出位移的附加位移大，且放大结构为单一的杠杆式或三角放大机构，放大倍数较小，因此需要设计相应的位移放大机构，将小量程的微位移通过柔性铰链多级位移放大机构放大为较大行程的位移。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供双向驱动的位移放大机构及压电陶瓷驱动器和微纳系统。有效的降低了铰链变形所消耗的应力，使位移放大结构拥有更好的结构参数和力
2、为了解决上述的技术问题，本专利技术提供了双向驱动的位移放大机构包括固定件刚体、三级杠杆刚体和三角形刚体，所述各刚体间通过柔性部分连接，且沿水平中轴线上下对称；所述三级杠杆刚体包括输入端和输出端；其输入端上下对称且与压电陶瓷驱动器连接；其输出端与三角形刚体的输入端连接；所述三级杠杆刚体在固定件刚体的限位下，通过杠杆传动将纵向输入位移转为横向输出位移并输送至三角形刚体中。
3、在一较佳实施例中：所述三级杠杆刚体包括位于固定件刚体下方的第二杠杆和位于固定件刚体上方的第三杠杆以及输入端与压电陶瓷驱动器连接的第一杠杆；所述第二杠杆的输出端与第三杠杆的输入端通过轴承件连接，其杠杆支点的位置与固定件刚体通过柔性部分连接；所述第二杠杆的输入端与第一杠杆的输出端连接，所述第三杠杆的支点位置与固定件刚体通过柔性部分连接。
4、在一较佳实施例中：所述第一杠杆的输入端为三级杠杆刚体的输入端，所述第三杠杆的输出端为三级杠杆刚体的输出端。
5、在一较佳实施例中：所述轴承件为圆直型，其两端部均设置有柔性部分。
6、在一较佳实施例中：所述柔性部分为直圆型结构的柔性铰链。
7、在一较佳实施例中：所述固定件刚体与外部固定刚体部分连接。
8、在又一较佳实施例中：一种压电陶瓷驱动器包括有上述较佳实施例中的双向驱动的位移放大机构。
9、在又一较佳实施例中：一种微纳系统包括有上述较佳实施例中的双向驱动的位移放大机构。
10、相较于现有技术，本专利技术的技术方案具备以下有益效果：
11、1、本专利技术提供了双向驱动的位移放大机构，位移输入端两端为自由运动状态，由螺钉预紧压电陶瓷驱动器。当压电陶瓷驱动器伸缩时，利用力的相互作用，压电陶瓷驱动器的上下两端均作为放大机构位移的输入端，从而在与传统铰链结构比较，输出相同的位移量，铰链变形仅为原来的一半，大大减少了所消耗的应力，使位移放大结构拥有更好的结构参数和力学性能。
12、2、本专利技术的位移放大结构为一种完全上下对称的结构，可以有效的减少附加位移对输出位移精度的影响。
13、3、本专利技术的位移放大机构采用了杠杆结构和三角形位移放大结构，将二者巧妙的结合起来构成了多级位移放大结构，其中杠杆放大结构总共为三级杠杆，最后一级为三角形位移放大，可以有效的提高对压电陶瓷驱动器输出位移的放大倍数。
14、4.由于微纳系统的应用多受到空间位移的限制，具有微型化的要求。本专利技术的位移放大机构结构紧凑，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。
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1.双向驱动的位移放大机构，其特征在于：包括固定件刚体(1)、三级杠杆刚体(2)和三角形刚体(3)，所述各刚体间通过柔性部分连接，且沿水平中轴线上下对称；
2.根据权利要求1所述的双向驱动的位移放大机构，其特征在于：所述三级杠杆刚体(2)包括位于固定件刚体(1)下方的第二杠杆(202)和位于固定件刚体上方的第三杠杆(203)以及输入端与压电陶瓷驱动器连接的第一杠杆(201)；
3.根据权利要求2所述的双向驱动的位移放大机构，其特征在于：所述第一杠杆(201)的输入端为三级杠杆刚体(2)的输入端，所述第三杠杆(203)的输出端为三级杠杆刚体(2)的输出端。
4.根据权利要求2所述的双向驱动的位移放大机构，其特征在于：所述轴承件(203)为圆直型，其两端部均设置有柔性部分。
5.根据权利要求4所述的双向驱动的位移放大机构，其特征在于：所述柔性部分为直圆型结构的柔性铰链(A)。
6.根据权利要求1所述的双向驱动的位移放大机构，其特征在于：所述固定件刚体(1)与外部固定刚体部分连接。
7.一种压电陶瓷驱动器，其特征在
8.一种微纳系统，其特征在于包括权利要求1-6中任一项所述的双向驱动的柔性铰链位移放大机构。
...【技术特征摘要】
1.双向驱动的位移放大机构，其特征在于：包括固定件刚体(1)、三级杠杆刚体(2)和三角形刚体(3)，所述各刚体间通过柔性部分连接，且沿水平中轴线上下对称；
2.根据权利要求1所述的双向驱动的位移放大机构，其特征在于：所述三级杠杆刚体(2)包括位于固定件刚体(1)下方的第二杠杆(202)和位于固定件刚体上方的第三杠杆(203)以及输入端与压电陶瓷驱动器连接的第一杠杆(201)；
3.根据权利要求2所述的双向驱动的位移放大机构，其特征在于：所述第一杠杆(201)的输入端为三级杠杆刚体(2)的输入端，所述第三杠杆(203)的输出端为三级杠杆刚体(2)的输出端。...
【专利技术属性】
技术研发人员：范伟，郑应芳，占炜，王寅，朱来发，戚缘，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：
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