一種二自由度組合式全閉環(huán)納米級(jí)微動(dòng)平臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種平面二自由度納米級(jí)微動(dòng)平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的二自由度納米級(jí)微動(dòng)臺(tái)分為一體式和分體式兩種，一體式微動(dòng)平臺(tái)工作在一個(gè)平面內(nèi)完成兩個(gè)方向的位移輸出，一體微動(dòng)臺(tái)需要二個(gè)方向的解耦運(yùn)算，控制復(fù)雜，輸出精度低，兩個(gè)方向的位移輸出相互有影響，特別在輸出位移極小的情況下比較嚴(yán)重；
[0003]另一種為分體式結(jié)構(gòu)，兩個(gè)方向輸出獨(dú)立，由中間板連接，控制簡(jiǎn)單，輸出精度高，但體積大，安裝驅(qū)動(dòng)元件復(fù)雜；
[0004]放大結(jié)構(gòu)二自由度納米級(jí)微動(dòng)臺(tái)外形體積大，承載能力小、位移方向剛度相對(duì)較低，工作臺(tái)位移垂直方向存在偏轉(zhuǎn)角度，在輸出大位移和承載較重負(fù)載時(shí)，位移精度不夠穩(wěn)定、工作臺(tái)頻率響應(yīng)低、穩(wěn)定時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、作閉環(huán)控制時(shí)，由于傳感器輸出線、壓電陶瓷電壓驅(qū)動(dòng)線的安裝位置受影響，給工作臺(tái)安裝和調(diào)試帶來(lái)困難，從而使微動(dòng)平臺(tái)的輸出位移分辨率和位移精度也受到很大影響。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種二自由度組合式全閉環(huán)納米級(jí)微動(dòng)平臺(tái)，以解決現(xiàn)有的平面二自由度納米級(jí)微動(dòng)平臺(tái)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、輸出精度低、工作臺(tái)移動(dòng)精度不穩(wěn)定、裝置體積大的問(wèn)題。
[0006]本實(shí)用新型為解決上述問(wèn)題采取的技術(shù)方案是:本實(shí)用新型的所述二自由度組合式全閉環(huán)納米級(jí)微動(dòng)平臺(tái)包括X向微動(dòng)臺(tái)總成、Y向微動(dòng)臺(tái)總成、連接板與底座，
[0007]X向微動(dòng)臺(tái)總成與Y向微動(dòng)臺(tái)總成的結(jié)構(gòu)相同，
[0008]X向微動(dòng)臺(tái)總成包括定位平臺(tái)機(jī)體、傳感器支架、傳感器、接線連接器、壓電陶瓷與移動(dòng)臺(tái)，
[0009]定位平臺(tái)機(jī)體頂面開(kāi)設(shè)有腔體，移動(dòng)臺(tái)與腔體相配合，移動(dòng)臺(tái)底面固接有擋板，定位平臺(tái)機(jī)體與移動(dòng)臺(tái)通過(guò)柔性鉸鏈連接，壓電陶瓷置于移動(dòng)臺(tái)底面，傳感器支架、擋板與壓電陶瓷依次沿移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)方向設(shè)置，壓電陶瓷的伸縮方向與移動(dòng)臺(tái)的移動(dòng)方向相一致，壓電陶瓷的一端與擋板貼合，壓電陶瓷的另一端與腔體側(cè)壁貼合，
[0010]傳感器支架為Z形支架，傳感器設(shè)置于傳感器支架內(nèi)，傳感器的兩個(gè)觸點(diǎn)分別設(shè)置于傳感器支架的兩端，傳感器支架的一端與擋板連接，傳感器支架的另一端與定位平臺(tái)機(jī)體連接，接線連接器設(shè)置于定位平臺(tái)機(jī)體的外側(cè)壁，
[0011]Y向微動(dòng)臺(tái)總成、連接板、X向微動(dòng)臺(tái)總成與底座由上至下依次可拆卸連接，Y向微動(dòng)臺(tái)總成的移動(dòng)臺(tái)的移動(dòng)方向與X向微動(dòng)臺(tái)總成的移動(dòng)臺(tái)的移動(dòng)方向相垂直。
[0012]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:
[0013]1、現(xiàn)有技術(shù)中的微動(dòng)平臺(tái)是將電壓和傳感器接線直接連接于平臺(tái)內(nèi)，然后甩出相應(yīng)連接線至微動(dòng)平臺(tái)外，這樣操作不便微動(dòng)平臺(tái)的連線，不便于電壓和傳感器接線安裝，而本實(shí)用新型的兩個(gè)接線連接器34分別設(shè)置于X向微動(dòng)臺(tái)總成Ol與Y向微動(dòng)臺(tái)總成02上，便于電壓和傳感器接線的連接安裝。
[0014]2、傳感器支架32、傳感器觸點(diǎn)設(shè)置及壓電陶瓷35構(gòu)成了全閉環(huán)回路，傳感器的兩個(gè)觸點(diǎn)時(shí)時(shí)反饋壓電陶瓷35的伸縮長(zhǎng)度，從而提高了 X向移動(dòng)臺(tái)36及Y向移動(dòng)臺(tái)36的移動(dòng)精度。
[0015]3、本實(shí)用新型的微動(dòng)臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于組裝。
[0016]使用本實(shí)用新型的微動(dòng)平臺(tái)以后，輸出精度相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)提高45%。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型的軸測(cè)圖，圖2是本實(shí)用新型的局部剖視主視圖，圖3是圖2的局部剖視俯視圖，圖4是圖2的局部剖視左視圖，圖5是傳感器支架的主視圖，圖6是圖5的剖視左視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]【具體實(shí)施方式】一:結(jié)合圖1至圖6說(shuō)明，本實(shí)施方式的所述二自由度組合式全閉環(huán)納米級(jí)微動(dòng)平臺(tái)包括X向微動(dòng)臺(tái)總成01、Y向微動(dòng)臺(tái)總成02、連接板04與底座05，
[0019]X向微動(dòng)臺(tái)總成01與Y向微動(dòng)臺(tái)總成02的結(jié)構(gòu)相同，
[0020]X向微動(dòng)臺(tái)總成01包括定位平臺(tái)機(jī)體31、傳感器支架32、傳感器、接線連接器34、壓電陶瓷35與移動(dòng)臺(tái)36，
[0021]定位平臺(tái)機(jī)體31頂面開(kāi)設(shè)有腔體，移動(dòng)臺(tái)36與腔體相配合，移動(dòng)臺(tái)36底面固接有擋板37，定位平臺(tái)機(jī)體31與移動(dòng)臺(tái)36通過(guò)柔性鉸鏈06連接，壓電陶瓷35置于移動(dòng)臺(tái)36底面，傳感器支架32、擋板37與壓電陶瓷35依次沿移動(dòng)臺(tái)36移動(dòng)方向設(shè)置，壓電陶瓷35的伸縮方向與移動(dòng)臺(tái)36的移動(dòng)方向相一致，壓電陶瓷35的一端與擋板37貼合，壓電陶瓷35的另一端與腔體側(cè)壁貼合，
[0022]傳感器支架32為Z形支架，傳感器設(shè)置于傳感器支架32內(nèi)，傳感器的兩個(gè)觸點(diǎn)分別設(shè)置于傳感器支架32的兩端，傳感器支架32的一端與擋板37連接，傳感器支架32的另一端與定位平臺(tái)機(jī)體31連接，接線連接器34設(shè)置于定位平臺(tái)機(jī)體31的外側(cè)壁，
[0023]Y向微動(dòng)臺(tái)總成02、連接板04、X向微動(dòng)臺(tái)總成01與底座05由上至下依次可拆卸連接，Y向微動(dòng)臺(tái)總成02的移動(dòng)臺(tái)36的移動(dòng)方向與X向微動(dòng)臺(tái)總成01的移動(dòng)臺(tái)36的移動(dòng)方向相垂直。
[0024]【具體實(shí)施方式】二:結(jié)合圖1、圖3及圖4說(shuō)明，本實(shí)施方式的定位平臺(tái)機(jī)體31為水平放置的方形平臺(tái)機(jī)體，移動(dòng)臺(tái)36為水平放置的方形臺(tái)，移動(dòng)臺(tái)36的側(cè)壁沿豎直方向開(kāi)設(shè)有凹槽38，定位平臺(tái)機(jī)體31的腔體側(cè)壁固接有凸臺(tái)39，凸臺(tái)39與凹槽38相配合，壓電陶瓷35的所述另一端與凸臺(tái)39相貼合，移動(dòng)臺(tái)36頂面固接有方形蓋板，方形蓋板尺寸與移動(dòng)臺(tái)36頂面尺寸一致。
[0025]由于定位平臺(tái)機(jī)體31與移動(dòng)臺(tái)36通過(guò)柔性鉸鏈06連接，故定位平臺(tái)機(jī)體31與移動(dòng)臺(tái)36之間存在大量縫隙，故壓電陶瓷35的所述另一端通過(guò)這些縫隙裸露在外，使壓電陶瓷35的使用壽命降低，而凸臺(tái)39與凹槽38解決了這一問(wèn)題，壓電陶瓷35的所述另一端與凸臺(tái)39相貼合，壓電陶瓷35的所述另一端設(shè)置在移動(dòng)臺(tái)36內(nèi)，方形蓋板將移動(dòng)臺(tái)36的凹槽38遮蓋住，從而避免壓電陶瓷35的所述另一端裸露在外，有效提高了壓電陶瓷35的使用壽命。
[0026]本實(shí)施方式中未公開(kāi)的技術(shù)特征與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0027]【具體實(shí)施方式】三:結(jié)合圖1、圖2及圖4說(shuō)明，本實(shí)施方式的連接板04為方形板，X向微動(dòng)臺(tái)總成01的移動(dòng)臺(tái)36與連接板04通過(guò)螺紋連接件可拆卸連接，Y向微動(dòng)臺(tái)總成02的定位平臺(tái)機(jī)體31四角處與連接板04通過(guò)螺紋連接件可拆卸連接。
[0028]本實(shí)施方式的連接板04連接方式能夠節(jié)省X向微動(dòng)臺(tái)總成01與Y向微動(dòng)臺(tái)總成02的內(nèi)部空間，X向微動(dòng)臺(tái)總成01的移動(dòng)臺(tái)36與連接板04通過(guò)螺紋連接件可拆卸連接，Y向微動(dòng)臺(tái)總成02的定位平臺(tái)機(jī)體31四角處與連接板04通過(guò)螺紋連接件可拆卸連接，使螺紋連接件在Y向微動(dòng)臺(tái)總成02內(nèi)占用的空間減小，從而減小Y向微動(dòng)臺(tái)總成02的體積。
[0029]本實(shí)施方式中未公開(kāi)的技術(shù)特征與【具體實(shí)施方式】二相同。
[0030]【具體實(shí)施方式】四:結(jié)合圖3說(shuō)明，本實(shí)施方式的柔性鉸鏈06包括四個(gè)連接臂61，四個(gè)連接臂61將移動(dòng)臺(tái)36的四邊與定位平臺(tái)機(jī)體31相連接，四條長(zhǎng)條形通槽62依次沿移動(dòng)臺(tái)36的邊檐開(kāi)設(shè)于四個(gè)連接臂61上，相鄰的長(zhǎng)條形通槽62的兩端于移動(dòng)臺(tái)36的直角處相互平行疊加設(shè)置。
[0031]本實(shí)施方式的柔性鉸鏈06結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于線切割機(jī)床加工。
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