一种基于剪切式压电驱动的微型二维移动工作台的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种微型二维移动工作台，具体涉及一种基于剪切式压电驱动的微型二维移动工作台，属于机电领域。
【背景技术】
[0002]二维移动工作台广泛运用于显微镜，光学检测观测领域，通常在高倍显微镜下，比如金相显微镜等对物体移动距离比较精细的情况下会使用到的一个移动工作台。在二维移动工作台的结构中，广泛采用具有高精度的滚珠导轨对移动工作台进行限位，并采用机械螺旋传动结构对移动工作台进行驱动。这种传统的二维移动工作台要求的加工和装配精度很高，造成了成本高，又由于其体积不易小型化。而基于剪切式压电驱动的微型二维移动工作台利用逆压电效应，由压电材料产生的声波或超声波振动驱动移动工作台在粘滑模型的基础上进行直线运动。这种新型的微型移动平台可以进行高精确度的速度、位置控制，且拥有体积小、重量轻、结构形状灵活多变等优点。
【发明内容】
[0003]本发明为解决现有二维移动工作台体积大成本高不易小型化的问题，进而提出一种基于剪切式压电驱动的微型二维移动工作台。
[0004]本发明为解决上述问题采取的技术方案是:本发明包括压电陶瓷组、第一导线、第二导线、第三导线、第四导线、磁铁片、移动工作台基座、第一信号控制组件和第二信号控制组件，压电陶瓷组设置在移动工作台基座上，磁铁片安装在压电陶瓷组的上表面上，压电陶瓷组通过第一导线和第二导线与所述第一信号控制组件连接，压电陶瓷组通过第三导线和第四导线与所述第二信号控制组件连接。
[0005]本发明的有益效果是:本发明由于剪切式压电陶瓷处于非谐振频率，可以更加容易的建立数学模型，这种新型的微型移动平台可以进行高精确度的速度、位置控制，且拥有体积小、重量轻、结构形状灵活多变等优点，并可以根据工程需要，具体安排布置其尺寸。
【附图说明】
[0006]图1是本发明的整体结构示意图，图2是抗磨陶瓷A片的俯视图，图3第一压电陶瓷片的俯视图，图4是抗磨陶瓷B片的俯视图，图5是第二压电陶瓷片的俯视图，图6是抗磨陶瓷C片的俯视图，图7是本发明的立体结构示意图。
【具体实施方式】
[0007]【具体实施方式】一:结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种基于剪切式压电驱动的微型二维移动工作台包括压电陶瓷组1、第一导线2、第二导线3、第三导线4、第四导线5、磁铁片6、移动工作台基座7、第一信号控制组件和第二信号控制组件，压电陶瓷组I设置在移动工作台基座7上，磁铁片6安装在压电陶瓷组I的上表面上，压电陶瓷组I通过第一导线2和第二导线3与所述第一信号控制组件连接，压电陶瓷组I通过第三导线4和第四导线5与所述第二信号控制组件连接。
[0008]本实施方式中压电陶瓷组与磁铁片粘接在一起，磁铁片与移动工作台基座之间的磁力为压电陶瓷提供其在基座上的正压力，驱动电压驱动压电陶瓷组运动，从而使得压电陶瓷组与移动工作台基座之间的摩擦力改变，并通过摩擦力驱动移动工作台延横向或纵向直线运动，该直线运动的复合就是一个曲线运动。
[0009]本实施方式中第一信号控制组件由信号发生器、波形放大器、输出电路、滤波电路和示波器组成，所述信号发生器与所述波形放大器连接，所述输出电路与所述滤波电路并联进行滤波，输出电路的正极输出端与第一导线2的另一端连接，所述输出电路的负极输出端与第二导线3的另一端连接。
[0010]本实施方式中第二信号控制组件由信号发生器、波形放大器、输出电路、滤波电路和示波器组成，所述信号发生器与所述波形放大器连接，所述输出电路与所述滤波电路并联进行滤波，输出电路的正极输出端与第三导线4的另一端连接，所述输出电路的负极输出端与第四导线5的另一端连接。
[0011]【具体实施方式】二:结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式所述一种基于剪切式压电驱动的微型二维移动工作台的压电陶瓷组I由抗磨陶瓷A片1-1、第一压电陶瓷片1-2、抗磨陶瓷B片1-3、第二压电陶瓷片1-4、抗磨陶瓷C片1-5由上至下依次叠加组成，抗磨陶瓷A片1-1与第一压电陶瓷片1-2之间、第一压电陶瓷片1-2与抗磨陶瓷B片1-3之间、抗磨陶瓷B片1-3与第二压电陶瓷片1-4之间、第二压电陶瓷片1-4与抗磨陶瓷C片1-5之间均通过导电胶水粘接，第一导线2的一端插装在抗磨陶瓷A片1-1与第一压电陶瓷片1-2之间，第一导线2另一端与所述第一信号控制组件连接，第二导线3的一端插装在第一压电陶瓷片1-2与抗磨陶瓷B片1-3之间，第二导线3的另一端与所述第一信号控制组件连接，第三导线4的一端插装在抗磨陶瓷B片1-3与第二压电陶瓷片1-4之间，第三导线4的另一端与所述第二信号控制组件连接，第四导线5的一端插装在第二压电陶瓷片1-4与抗磨陶瓷C片1-5之间，第四导线5的另一端与所述第二信号控制组件连接。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一相同。
[0012]工作原理
[0013]本发明在将压电陶瓷组与磁铁片粘贴装配后，将磁铁片的一端至于最上端，然后将他们放在移动工作台基座上，通过控制信号控制装置输出的电压信号达到控制两个压电陶瓷进而驱动两个压电陶瓷组，当控制信号控制装置输出的电压信号为锯齿波时，两个压电陶瓷的位移曲线为锯齿波，在粘滑模型的理论下，该移动工作平台(压电陶瓷组与磁铁片的整体)能在移动工作台基座上二维移动。
【主权项】
1.一种基于剪切式压电驱动的微型二维移动工作台，其特征在于:所述一种基于剪切式压电驱动的微型二维移动工作台包括压电陶瓷组(I)、第一导线(2)、第二导线(3)、第三导线(4)、第四导线(5)、磁铁片(6)、移动工作台基座(7)、第一信号控制组件和第二信号控制组件，压电陶瓷组(I)设置在移动工作台基座(7)上，磁铁片(6)安装在压电陶瓷组(I)的上表面上，压电陶瓷组(I)通过第一导线(2)和第二导线(3)与所述第一信号控制组件连接，压电陶瓷组(I)通过第三导线(4)和第四导线(5)与所述第二信号控制组件连接。
2.根据权利要求1所述一种基于剪切式压电驱动的微型二维移动工作台，其特征在于:压电陶瓷组(I)由抗磨陶瓷A片(1-1)、第一压电陶瓷片(1-2)、抗磨陶瓷B片(1-3)、第二压电陶瓷片(1-4)、抗磨陶瓷C片(1-5)由上至下依次叠加组成，抗磨陶瓷A片(1-1)与第一压电陶瓷片(1-2)之间、第一压电陶瓷片(1-2)与抗磨陶瓷B片(1-3)之间、抗磨陶瓷B片(1-3)与第二压电陶瓷片(1-4)之间、第二压电陶瓷片(1-4)与抗磨陶瓷C片(1-5)之间均通过导电胶水粘接，第一导线(2)的一端插装在抗磨陶瓷A片(1-1)与第一压电陶瓷片(1-2)之间，第一导线(2)另一端与所述第一信号控制组件连接，第二导线(3)的一端插装在第一压电陶瓷片(1-2)与抗磨陶瓷B片(1-3)之间，第二导线(3)的另一端与所述第一信号控制组件连接，第三导线(4)的一端插装在抗磨陶瓷B片(1-3)与第二压电陶瓷片(1-4)之间，第三导线(4)的另一端与所述第二信号控制组件连接，第四导线(5)的一端插装在第二压电陶瓷片(1-4)与抗磨陶瓷C片(1-5)之间，第四导线(5)的另一端与所述第二信号控制组件连接。
【专利摘要】一种基于剪切式压电驱动的微型二维移动工作台，它涉及一种微型二维移动工作台，具体涉及一种基于剪切式压电驱动的微型二维移动工作台。本发明为了解决现有二维移动工作台体积大成本高不易小型化的问题。本发明包括压电陶瓷组、第一导线、第二导线、第三导线、第四导线、磁铁片、移动工作台基座、第一信号控制组件和第二信号控制组件，压电陶瓷组设置在移动工作台基座上，磁铁片安装在压电陶瓷组的上表面上，压电陶瓷组通过第一导线和第二导线与所述第一信号控制组件连接，压电陶瓷组通过第三导线和第四导线与所述第二信号控制组件连接。本发明属于机电领域。
【IPC分类】G02B21-26
【公开号】CN104849851
【申请号】CN201510267631
【发明人】董为, 李海洋, 杜志江
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月22日