一种基于压电叠堆的微位移定位机构的制作方法

本实用新型涉及一种基于压电叠堆的微位移定位机构，其属于压电精密致动应用技术领域。

背景技术：
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在光通信技术的进步和广泛应用过程中，对系统的集成化需求推动集成光学不断发展，产生了众多功能多样的光路集成元件——光波导。除了集成化后带来空间体积大大缩减到优势外，光波导同时提高了光路对环境的抗干扰能力，且容易实现大批量生产。因此，光波导技术的发展水平关乎光通信产业等国民经济重要领域的发展。

典型的光波导器件有阵列波导光栅、梳状滤波器、光分支耦合器、分波合波器、宽带耦合器、光隔离器以及光衰减器等，这些器件在光路中实现光耦合、分路、滤波、开关、调制、放大、波长变换和波分复用等基本功能。这些器件是如今光通信产业中的重要产品，成为光网络不可或缺的重要组成部分。除解决这些集成器件自身品质提升问题外，将光纤同这些光波导器件实现高质量连接并封装成为提高光网络发展的另一关键技术。

在光波导器件连接并封装过程中，现在主要需要解决的问题是如何提高精度和效率，这同时也是该技术发展的趋势。本设计的目的主要是解决高精度的要求，通过压电叠堆的直接作用，能够输出较大的力，同时经过位移放大机构能够输出合适的位移，整体结构设计简单，方便安装。

技术实现要素：
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本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种基于压电叠堆的微位移定位机构，采用压电叠堆作为主要驱动元件，通过合理布置位移放大机构的位置，利用三角放大框架实现压电叠堆的位移放大输出，使得本实用新型微位移定位机构可输出较大的位移，精度高，稳定性好。

本实用新型采用如下技术方案：一种基于压电叠堆的微位移定位机构，包括底板以及固定连接在底板上的基体，所述基体为一体成型，基体包括环形框架、位移放大机构以及工作台，位移放大机构与工作台和环形框架均通过柔性铰链连接，所述位移放大机构包括压电叠堆、三角放大框架、固定柔铰座、螺钉以及可拆卸柔铰座，固定柔铰座与三角放大框架为一体式，压电叠堆放置在固定柔铰座和可拆卸柔铰座之间，螺钉顶紧于可拆卸柔铰座上以实现对压电叠堆预紧力的施加，所述压电叠堆产生的位移通过三角放大框架放大和传递。

进一步地，所述位移放大机构共包括四组，其中两组为一对X向位移机构Ⅱ，另外两组为一对Y向位移机构Ⅰ，两组X向位移机构Ⅱ呈90度放置，两组Y向位移机构Ⅰ同样呈90度放置。

进一步地，所述基体通过螺钉与底板固定连接在一起，螺钉固定的位置在环形框架与位移放大机构的连接处。

进一步地，所述环形框架的厚度大于位移放大机构和工作台。

本实用新型具有如下有益效果：本实用新型基于压电叠堆的微位移定位机构中的压电元件采用压电叠堆，输出位移及输出力都较大，定位精度较高，结构工作在非共振模式下，不易受环境因素干扰；各部件结构简单，加工难度小，连接方便。

附图说明：

图1为微位移定位机构的结构示意图。

图2为微位移定位机构基体部分的结构分解图。

图3为两组位移机构的组成示意图。

图4为位移放大机构的结构分解图。

图5为位移放大机构的工作示意图。

其中：

1-基体；2-底板；11-位移放大机构；12-工作台；13-环形框架；Ⅰ-Y向位移机构；Ⅱ-X向位移机构；111-压电叠堆；112-三角放大框架；113-固定柔铰座；114-螺钉；115-可拆卸柔铰座。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型具体实施方式做进一步说明。

如图1至图4所示，本实用新型基于压电叠堆的微位移定位机构包括底板2以及固定连接在底板2上的基体1，基体1为一体成型，包括环形框架13、位移放大机构11以及工作台12，位移放大机构11与工作台12和环形框架13均通过柔性铰链连接，环形框架13的厚度略大于位移放大机构11和工作台12以保证后两者在工作时不会和底板2发生接触。基体1通过螺钉与底板2固定连接在一起，螺钉固定的位置在环形框架13与位移放大机构11的连接处，防止工作时环形框架13变形。位移放大机构11共包括四组，其中两组为一对X向位移机构Ⅱ，另外两组为一对Y向位移机构Ⅰ，其中两组X向位移机构Ⅱ呈90度放置，两组Y向位移机构Ⅰ同样呈90度放置。位移放大机构11包括压电叠堆111、三角放大框架112、固定柔铰座113、螺钉114、可拆卸柔铰座115。固定柔铰座113与三角放大框架112为一体式，压电叠堆111放置在固定柔铰座113和可拆卸柔铰座115之间，通过螺钉114顶紧可拆卸柔铰座115实现对压电叠堆111预紧力的施加。压电叠堆111产生的位移通过三角放大框架112放大和传递。给X向位移机构Ⅱ和Y向位移机构Ⅰ中的两组位移放大机构的压电叠堆施加电压，工作台12能都实现沿X向或Y向的位移。

如图5所示为位移放大机构的工作示意图，压电叠堆111没加电压时位移放大机构的状态如a所示，加正向电压后压电叠堆111伸长，经过三角放大框架112后转化为横向的位移，如b所示。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。