压电式物镜驱动台的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于微驱动应用领域，涉及一种压电式物镜驱动台。
【背景技术】
[0002]目前，在生物学中光学显微镜一直都是人们探索微观世界的有力工具，人们利用它不断对微观世界加深了认知。光学显微镜的发展对人类认识生命现象起着关键性作用。随着科技水平的不断进步，光学显微镜的应用领域在扩大延伸，同时也在不断的提高其成像质量。随着社会发展的需要，人们对显微样本内部三维结构观测的需求越来越大，这就对显微镜的分辨率提出了极高的要求。然而，传统光学显微镜的呈现清晰度完全取决于光学物镜的放大倍数，而当前光学物镜的最大放大倍数只能达到1600倍(人眼分辨的清晰度为Imm左右，以1600倍放大为例，最小观察精度0.625微米)。显然传统的光学显微镜在此已不能满足需求。
[0003]但目前现有物镜驱动装置一般采用电机驱动或者手调，此类装置具有精度达不到要求、响应时间慢、体积过大且噪声大等缺点。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种可实现纳米级定位的压电式物镜驱动台。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下:一种压电式物镜驱动台，包括具有固定杆的底座、固定在所述固定杆上的固定环、固定在所述固定环内的安装环、设置在所述底座上的移动平台、固定在所述移动平台上的运动环、固定在所述运动环内的物镜环及与所述移动平台连接的压电陶瓷，所述移动平台与固定杆平行设置，所述物镜环设置在所述安装环的一侧且与所述安装环平行设置，所述物镜环与安装环的轴线方向与固定杆的延伸方向平行设置，所述压电陶瓷驱动所述移动平台沿物镜环的轴线方向移动。
[0006]进一步的，所述压电式物镜驱动台还包括致动部和自所述致动部折弯形成的抵持部，所述致动部的一端与移动平台铰接，另一端与底座的固定杆铰接，所述压电陶瓷具有抵持在抵持部上的抵持端，所述抵持端上设置有预紧力调节垫片。
[0007]进一步的，所述压电陶瓷还具有连接至所述移动平台上的连接端，所述连接端与移动平台之间通过柔性铰链连接。
[0008]进一步的，所述致动部为连架杆，所述连架杆包括与底座铰接的致动端，所述抵持部自所述致动端弯折延伸形成。
[0009]进一步的，所述压电式物镜驱动台还包括随动杆，所述随动杆的一端与移动平台铰接，另一端与底座的固定杆铰接，所述抵持部自所述致动部朝随动杆的方向弯折延伸形成。
[0010]进一步的，所述致动部、移动平台、随动杆及底座围设形成一个平行四边形。
[0011]进一步的，所述致动部、移动平台、随动杆及底座之间通过柔性铰链连接。
[0012]进一步的，所述运动环和固定环分别具有环部和自所述环部的一侧向下延伸形成的安装块，所述运动环和固定环分别通过各自的安装块固定在移动平台和底座的固定杆上。
[0013]进一步的，所述移动平台上凹陷形成有第一台阶槽，所述第一台阶槽上开设有第一梯形孔，所述固定环通过预紧顶丝与第一梯形孔固定，所述固定杆上凹陷形成有第二台阶槽，所述第二台阶槽上开设有第二梯形孔，所述运动环通过预紧顶丝与第二梯形孔固定。
[0014]借由上述方案，本实用新型至少具有以下优点:本实用新型的压电式物镜驱动台通过在底座上设置移动平台，且将物镜环通过运动环固定在移动平台上，然后由压电陶瓷驱动移动平台沿物镜环的轴线方向移动，从而依靠压电陶瓷驱动电源的电压激励，实现移动平台的微型位移，及实现纳米级定位。
[0015]上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型压电式物镜驱动台的主视图；
[0017]图2是图1的侧视图；
[0018]图3为图1的分解图；
[0019]图4是图2的部分结构图；
[0020]图5是图4的俯视图；
[0021]图6A是图4中铰链机构处于静止状态时的原理图；
[0022]图6B是图4中铰链机构处于运动状态时的变化原理图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和实施例，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
[0024]参见图1至图5，本实用新型一较佳实施例所述的一种压电式物镜驱动台包括底座1、固定在所述底座I上的固定环5、固定在固定环5内的安装环6、设置在所述底座I上的铰链机构4、固定在所述铰链机构4上的运动环2、固定在所述运动环2内的物镜环3和抵压在所述铰链机构4上的压电陶瓷7。所述底座I上设置有与铰链机构4连接的固定杆11，所述固定杆11上凹陷形成有第二台阶槽12，所述第二台阶槽12上开设有两个第二梯形孔13，所述固定环5通过预紧顶丝与第二梯形孔13固定。所述物镜环3设置在所述安装环6的一侧且与所述安装环6平行设置，所述物镜环3与安装环6的轴线方向与固定杆11的延伸方向平行设置。所述安装环6物镜环3与显微镜(未图示)的物镜螺纹孔相连，物镜环3与显微镜10的物镜相连。所述运动环2和固定环5分别具有环部81和自所述环部81的一侧向下延伸形成的安装块82，所述运动环2和固定环5分别通过各自的安装块82固定在铰链机构4和底座I的固定杆11上，所述物镜环3和安装环6分别通过预紧螺丝拧入运动环2的环部81和固定环5的环部上螺纹孔中，以分别固定住物镜环3和安装环6。
[0025]所述铰链机构4包括相对设置的随动杆41和致动部42、分别铰接随动杆41和致动部42的移动平台43及自所述致动部42折弯形成的抵持部44。所述随动杆41的一端和致动部42的一端分别与移动平台43的两端铰接，所述随动杆41的另一端和致动部42的另一端分别铰接于底座I的固定杆11，所述移动平台43与固定杆11平行设置。所述运动环2通过其安装块82固定在所述移动平台43上，所述抵持部44靠近致动部42铰接于底座I的固定杆11的一端，所述压电陶瓷7抵持于所述抵持部44。在本实施例中，所述致动部42为连架杆，所述连架杆42包括与底座I铰接的致动端(未标号)，所述抵持部44自所述致动端弯折延伸形成。所述抵持部44自所述致动部42朝随动杆41的方向弯折延伸形成。所述致动部42、移动平台43、随动杆41及底座I的固定杆11围设形成一个平行四边形，所述致动部42、移动平台43、随动杆41及底座I的固定杆11之间通过柔性铰链9连接。所述移动平台43上凹陷形成有第一台阶槽45，所述第一台阶槽45上开设有第一梯形孔46，所述运动环2通过预紧顶丝(未图示)与第一梯形孔46固定。
[0026]所述致动部42、移动平台43、随动杆41及底座I的固定杆11形成一个平行四边形放大机构，其呈一体式结构，所述压电陶瓷7设置在该平行四边形放大机构内。所述压电陶瓷7驱动所述移动平台43沿物镜环3的轴线方向移动。所述压电陶瓷7具有抵持在抵持部44上的抵持端(未标号)和相对抵持端设置的连接端(未标号)，所述抵持端通过预紧顶丝(未图示)固定在抵持部44上，所述抵持端上设置有预紧力调节垫片47，该预紧力调节垫片47选用钨钢片，该预紧力调节垫片47通过环氧树脂胶粘连在压电陶瓷7上，为压电陶瓷7在整体运动时提供一个转动副，所述连接端连接至所述移动平台43上，该连接端与移动平台43之间通过柔性铰链9连接。所述压电陶瓷7是利用压电陶瓷7的逆压电效应来工作，仅依靠外加电场的大小就能够实现驱动、压电陶瓷7克服了以往机械式、液压式、气动式、电磁式等执行器惯性大、响应慢、结构复杂、可靠性差等不足，具有体积小、结构紧凑、无机械摩擦、无间隙、分辨率高、响应快、无发热、不受磁场干扰、可在低温，真空环境下使用等优点，可被广泛应用于微定位技术中，例如物镜精密定位、大行程纳米对准系统、高精度显微纳米压印、线性电动机和微波声学等领域。
[0027]请结合图6A、6B，上述压电式物镜驱动台的工作原理如下:图6A、6B中C、D点分别为移动平