本實(shí)用新型涉及一種基于壓電疊堆的微位移定位機(jī)構(gòu)，其屬于壓電精密致動(dòng)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
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在光通信技術(shù)的進(jìn)步和廣泛應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)系統(tǒng)的集成化需求推動(dòng)集成光學(xué)不斷發(fā)展，產(chǎn)生了眾多功能多樣的光路集成元件——光波導(dǎo)。除了集成化后帶來(lái)空間體積大大縮減到優(yōu)勢(shì)外，光波導(dǎo)同時(shí)提高了光路對(duì)環(huán)境的抗干擾能力，且容易實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。因此，光波導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展水平關(guān)乎光通信產(chǎn)業(yè)等國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要領(lǐng)域的發(fā)展。

典型的光波導(dǎo)器件有陣列波導(dǎo)光柵、梳狀濾波器、光分支耦合器、分波合波器、寬帶耦合器、光隔離器以及光衰減器等，這些器件在光路中實(shí)現(xiàn)光耦合、分路、濾波、開(kāi)關(guān)、調(diào)制、放大、波長(zhǎng)變換和波分復(fù)用等基本功能。這些器件是如今光通信產(chǎn)業(yè)中的重要產(chǎn)品，成為光網(wǎng)絡(luò)不可或缺的重要組成部分。除解決這些集成器件自身品質(zhì)提升問(wèn)題外，將光纖同這些光波導(dǎo)器件實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量連接并封裝成為提高光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的另一關(guān)鍵技術(shù)。

在光波導(dǎo)器件連接并封裝過(guò)程中，現(xiàn)在主要需要解決的問(wèn)題是如何提高精度和效率，這同時(shí)也是該技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。本設(shè)計(jì)的目的主要是解決高精度的要求，通過(guò)壓電疊堆的直接作用，能夠輸出較大的力，同時(shí)經(jīng)過(guò)位移放大機(jī)構(gòu)能夠輸出合適的位移，整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，方便安裝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種基于壓電疊堆的微位移定位機(jī)構(gòu)，采用壓電疊堆作為主要驅(qū)動(dòng)元件，通過(guò)合理布置位移放大機(jī)構(gòu)的位置，利用三角放大框架實(shí)現(xiàn)壓電疊堆的位移放大輸出，使得本實(shí)用新型微位移定位機(jī)構(gòu)可輸出較大的位移，精度高，穩(wěn)定性好。

本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：一種基于壓電疊堆的微位移定位機(jī)構(gòu)，包括底板以及固定連接在底板上的基體，所述基體為一體成型，基體包括環(huán)形框架、位移放大機(jī)構(gòu)以及工作臺(tái)，位移放大機(jī)構(gòu)與工作臺(tái)和環(huán)形框架均通過(guò)柔性鉸鏈連接，所述位移放大機(jī)構(gòu)包括壓電疊堆、三角放大框架、固定柔鉸座、螺釘以及可拆卸柔鉸座，固定柔鉸座與三角放大框架為一體式，壓電疊堆放置在固定柔鉸座和可拆卸柔鉸座之間，螺釘頂緊于可拆卸柔鉸座上以實(shí)現(xiàn)對(duì)壓電疊堆預(yù)緊力的施加，所述壓電疊堆產(chǎn)生的位移通過(guò)三角放大框架放大和傳遞。

進(jìn)一步地，所述位移放大機(jī)構(gòu)共包括四組，其中兩組為一對(duì)X向位移機(jī)構(gòu)Ⅱ，另外兩組為一對(duì)Y向位移機(jī)構(gòu)Ⅰ，兩組X向位移機(jī)構(gòu)Ⅱ呈90度放置，兩組Y向位移機(jī)構(gòu)Ⅰ同樣呈90度放置。

進(jìn)一步地，所述基體通過(guò)螺釘與底板固定連接在一起，螺釘固定的位置在環(huán)形框架與位移放大機(jī)構(gòu)的連接處。

進(jìn)一步地，所述環(huán)形框架的厚度大于位移放大機(jī)構(gòu)和工作臺(tái)。

本實(shí)用新型具有如下有益效果：本實(shí)用新型基于壓電疊堆的微位移定位機(jī)構(gòu)中的壓電元件采用壓電疊堆，輸出位移及輸出力都較大，定位精度較高，結(jié)構(gòu)工作在非共振模式下，不易受環(huán)境因素干擾；各部件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工難度小，連接方便。

附圖說(shuō)明：

圖1為微位移定位機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為微位移定位機(jī)構(gòu)基體部分的結(jié)構(gòu)分解圖。

圖3為兩組位移機(jī)構(gòu)的組成示意圖。

圖4為位移放大機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分解圖。

圖5為位移放大機(jī)構(gòu)的工作示意圖。

其中：

1-基體；2-底板；11-位移放大機(jī)構(gòu)；12-工作臺(tái)；13-環(huán)形框架；Ⅰ-Y向位移機(jī)構(gòu)；Ⅱ-X向位移機(jī)構(gòu)；111-壓電疊堆；112-三角放大框架；113-固定柔鉸座；114-螺釘；115-可拆卸柔鉸座。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型具體實(shí)施方式做進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1至圖4所示，本實(shí)用新型基于壓電疊堆的微位移定位機(jī)構(gòu)包括底板2以及固定連接在底板2上的基體1，基體1為一體成型，包括環(huán)形框架13、位移放大機(jī)構(gòu)11以及工作臺(tái)12，位移放大機(jī)構(gòu)11與工作臺(tái)12和環(huán)形框架13均通過(guò)柔性鉸鏈連接，環(huán)形框架13的厚度略大于位移放大機(jī)構(gòu)11和工作臺(tái)12以保證后兩者在工作時(shí)不會(huì)和底板2發(fā)生接觸。基體1通過(guò)螺釘與底板2固定連接在一起，螺釘固定的位置在環(huán)形框架13與位移放大機(jī)構(gòu)11的連接處，防止工作時(shí)環(huán)形框架13變形。位移放大機(jī)構(gòu)11共包括四組，其中兩組為一對(duì)X向位移機(jī)構(gòu)Ⅱ，另外兩組為一對(duì)Y向位移機(jī)構(gòu)Ⅰ，其中兩組X向位移機(jī)構(gòu)Ⅱ呈90度放置，兩組Y向位移機(jī)構(gòu)Ⅰ同樣呈90度放置。位移放大機(jī)構(gòu)11包括壓電疊堆111、三角放大框架112、固定柔鉸座113、螺釘114、可拆卸柔鉸座115。固定柔鉸座113與三角放大框架112為一體式，壓電疊堆111放置在固定柔鉸座113和可拆卸柔鉸座115之間，通過(guò)螺釘114頂緊可拆卸柔鉸座115實(shí)現(xiàn)對(duì)壓電疊堆111預(yù)緊力的施加。壓電疊堆111產(chǎn)生的位移通過(guò)三角放大框架112放大和傳遞。給X向位移機(jī)構(gòu)Ⅱ和Y向位移機(jī)構(gòu)Ⅰ中的兩組位移放大機(jī)構(gòu)的壓電疊堆施加電壓，工作臺(tái)12能都實(shí)現(xiàn)沿X向或Y向的位移。

如圖5所示為位移放大機(jī)構(gòu)的工作示意圖，壓電疊堆111沒(méi)加電壓時(shí)位移放大機(jī)構(gòu)的狀態(tài)如a所示，加正向電壓后壓電疊堆111伸長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)三角放大框架112后轉(zhuǎn)化為橫向的位移，如b所示。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下還可以作出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。