高速线性运动机构的制作方法

专利名称：高速线性运动机构的制作方法
技术领域：
本发明整体涉及用于机床系统的运动机构，和结合这种机构的机床系统。
背景技术：
已知用于表面的机械加工的机床系统。尤其是，相对于表面移动钻石切 割工具以切割和机械加工该表面的机床系统是已知的。在这些系统中，对切割工具或将机械加工的表面或者它们二者进行运动。 发明内容根据本发明的一项实施例，提供一种运动机构。该运动机构包括构造用于支承有效载荷的有效载荷支承部分；接地部分；在第一接触点连接到有效载荷支撑部分上并在第二接触点连接到接地部分上的第一侧部分；在第三 接触点连接到有效载荷支撑部分并在第四接触点连接到接地部分上的第二侧部分；第一转换器，它设置成在受致动时在第一线性方向上对第一侧部分 提供力，从而该第一侧部分在基本正交于第一方向的第二方向上在第一接触 点处对有效载荷支撑部分提供力；及第二转换器，它设置成在受致动时在第 三线性方向上对第二侧部分提供力，从而该第二侧部分在基本正交于第三方 向的第四方向上在第三接触点处对有效载荷支撑部分提供力。根据本发明的另一实施例，提供一种运动机构。该运动机构包括构造 成支撑有效载荷的有效载荷支撑部分；接地部分；在第一接触点处连接到有 效载荷支撑部分上并在第二接触点处连接到接地部分上的第一侧部分；在第 三接触点处连接到有效载荷支撑部分并在第四接触点处连接到接地部分上 的第二侧部分；及第一转换器，它设置成在受致动时在第一线性方向上对第 一侧部分提供力，从而该第一侧部分在基本正交于第一方向的第二方向上在 第一接触点处对有效载荷支撑部分提供力。根据本发明的另一实施例，提供一种运动机构。该运动机构包括构造成 支撑有效载荷的有效载荷支撑部分；接地部分；在第一接触点处连接到有效 载荷支撑部分上并在第二接触点处连接到接地部分上的第一侧部分；在第三 接触点处连接到有效载荷支撑部分上并在第四接触点处连接到接地部分上 的第二侧部分；第一转换器，它设置成在受致动时在第一方向上对第一侧部 分提供力，从而第一侧部分在基本正交于第一方向的第二方向上在第一接触 点处对有效载荷提供力；及弹簧，它设置成在第三方向上对第二侧部分提供 偏压力，从而第二侧部分在基本正交于第三方向的第四方向上在第三4妄触点处对有效载荷提供力。根据本发明的另一实施例，提供一种运动控制系统。该运动控制系统包括构造成支撑工件的工件支架；运动机构，包括构造成支撑有效载荷的 有效载荷支撑部分；接地部分；在第一接触点处连接到有效载荷支撑部分上 并在第二接触点处连接到接地部分上的第 一侧部分；在第三接触点处连接到 有效载荷支撑部分上并在第四接触点处连接到接地部分上的第二侧部分；第 一转换器，它设置成在受致动时在第一线性方向上对第一侧部分提供力，从 而第一侧部分在基本正交于第一方向的第二方向上在第一接触点处对有效 载荷支撑部分提供力；及第二转换器，它设置成在受致动时在第三线性方向 上对第二侧部分提供力，从而第二侧部分在基本正交于第三方向的第四方向 上在第三接触点处对有效载荷支撑部分提供力；及控制器单元，它构造成控 制转换器，以控制切割工具的运动，以切割工件。根据本发明的另一实施例，提供一种运动机构。该运动机构包括基座 部分；弯曲部分，包括构造成支撑有效载荷的有效载荷支撑部分；第一数 个伸长部分，它基本在第一方向上延伸并接触有效载荷支撑部分；及其中该 弯曲部分接触该基座部分；及转换器，它设置成在受致动时在第二方向上对 有效载荷支撑部分提供力，该第二方向基本正交于第一方向。根据本发明的另一实施例，提供一种运动控制系统。该运动控制系统包 括构造成支撑工件的工件支架；运动机构，包括基座部分；弯曲部分， 包括构造成支撑有效载荷的有效载荷支撑部分；第一数个伸长部分，它基 本在第一方向上延伸，并接触有效载荷支撑部分，其中该弯曲部分接触基座 部分；及转换器，它设置成在受致动时在第二方向上对有效载荷支撑部分提 供力，该第二方向基本正交于第一方向；及控制器单元，它构造成控制转换 器，以控制切割工具的运动，以切割工件。


图1是本发明的优选实施例所述运动机构的俯视图。 图2是图1的运动机构的透视图。图3是本发明的另一优选实施例所述运动机构的俯视图。图4是本发明的实施例所述机床系统的示意图。 图5是本发明的另一优选实施例所述运动机构的示意图。 图6是如图5中所述的运动机构的示意图，其中转换器在弯曲部分上提 供力。图7是本发明的又一优选实施例所述运动机构的示意图。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的优选实施例。在可能的地方，相同的附图标记 将在整个附图中用于表示相同或类似部分。在本发明的优选实施例中，提供简单的四杆运动机构，限制有效载荷的 运动。优选地，该机构的相对杆都具有相等长度，从而所得到的运动对于小 的移动是平行的。与有效载荷相邻的杆可以机械效益可施加在转换器和有效 载荷之间的方式连接到运动转换器上。在一项实施例中，可以使用两个转换 器，并且可以以相对的极性受到驱动。或者，该机构可以包括单个转换器， 该转换器带有起相对力作用的弹簧。该一个或多个转换器提供的线性运动有利地允许运动机构形成尺寸紧 凑。反过来，紧凑的尺寸使得运动机构能够以相对的高带宽工作。图1和2 说明了本发明的优选实施例所述运动机构10。该运动机构10包括有效载荷 支撑部分12、第一侧部分14、第二侧部分16和4妄地部分18。该运动坤几构 10在图1的纸平面(x-y平面)中对有效载荷支撑部分12提供运动，并尤 其对有效载荷支撑部分12提供水平运动(沿着x轴)。在本实施例中，四杆 机构的杆包括第一和第二侧部分14和16,和接地部分18,及有效载荷支撑 部分12。该有效载荷支撑部分12构造成支撑有效载荷20,例如切割工具或激光 头。如果有效载荷20是切割工具，则该切割工具可以是例如钻石切割工具。 如果有效载荷20是激光头，则该激光头可以包括光纤的末端和相对应光学
器件，其中例如光纤的相对末端光学连接到激光器上。
第一侧部分14在第一接触点30处连接到有效载荷12上，并在第二接 触点32处连接到接地部分18上。第二侧部分16在第三接触点34处连接到 有效载荷12上，并在第四接触点36处连接到接地部分18上。
该运动机构10还包括第一转换器40和第二转换器42,以对有效载荷支 撑部分12从而对有效载荷20提供运动。该第一转换器40设置成在受致动 时在第一线性方向上对第一侧部分14提供力，从而第一侧部分14在基本正 交于第一方向的第二方向上在第一接触点30处对有效载荷支撑部分12提供 力。例如，在图1和2所示的构造中，如果第一线性方向是+ y方向，则第 二方向是+ x方向。相反，如果第一线性方向是-y方向，则第二方向是-x 方向。
类似地，第二转换器42设置成在受致动时在第三线性方向上对第二侧 部分16提供力，从而第二侧部分16在基本正交于第三方向的第四方向上在 第三接触点34处对有效载荷支撑部分12提供力。例如，在图1和2所示的 构造中，如果第三线性方向为+y方向，则第四方向为-x方向。相反，如果 第三线性方向为-y方向，则第四方向为+x方向。
在本实施例中，转换器40和42设置成"推-拉"构造，即如果第一线 性方向和第三线性方向彼此相对，则第二方向基本与第四方向相同。例如， 如果第一线性方向为+y方向并且第三线性方向为-y方向，则第二方向和 第四方向都为+x方向。于是，在此情况下，第一转换器40使得第一侧部分 14 "推，，在有效载荷支撑部分12上，而第二转换器42使得第二侧部分16 "拉"在有效载荷支撑部分12上。转换器40和42以相对极性受驱动，即 一个转换器受到驱动膨胀，而另一个收缩，以在相同方向上对有效载荷支撑 部分12提供运动。
接触部分30、 32、 34和36最好包括刚性或半刚性材料，以传递转换器 产生的力。接触部分30、 32、 34和36在运动平面(图l中的x-y平面)中 也优选为4交窄，例如它们可以在运动平面中具有例如O.lmm x O.lmm和3mm x3mm之间的横截面。较窄的接触部分允许接触部分充分弯曲。例如，当 转换器40在+ y或-y方向上提供力时，接地部分18和第一侧部分14之间 的接触部分32应当能够弯曲，以允许第一侧部分14绕着接触部分32转动。 同样，当转换器42在+ y或-y方向上提供力时，接地部分18和第二侧部 分16之间的接触部分36应当能够弯曲，以允许第二侧部分16绕着4姿触部 分36转动。在本实施例中，第一和第二侧部分14和16为基本L形，带有指向彼此 的L底部。本发明并不局限于具有特殊形状的第一和第二侧部分，并且可以 加工成除了基本L形之外的形状。接触点30、 32、 34和36、有效载荷支撑部分12、第一和第二侧部分14 和16及接地部分18都可以用同一批材料制成。以这种方式，接触部分30、 32、 34和36、有效载荷支撑部分12、第一和第二侧部分14和16及接地部 分18都可以是整体成形的。例如，接触点30、 32、 34和36、有效载荷支撑 部分12、第一和第二侧部分14和16及4妄地部分18都可以用钛合金、铝合 金或钢块制成。该块可以用放电加工(EDM)线或者普通研磨机械加工，例 如以整体方式形成接触点30、 32、 34和36、有效载荷支撑部分12、第一和 第二侧部分14和16及接地部分18。接地部分18可以包括接地块，并且该接地块可以包括其上的一个或多 个喷嘴50，以朝有效载荷支撑部分12提供喷洒。例如，如果有效载荷20 是切割工具，则喷嘴50可以提供空气或其他气体喷洒，以将切割工具切入 工件中时形成的碎片或其他碎屑吹走。转换器40和42可以是例如压电转换器。例如，该转换器可以用压电结 晶堆制成，并且可以包括例如PZT材料。运动机构10还可以包括定位探针60，以探测有效载荷支撑部分12的位 置。当控制运动机构10以定位有效载荷支撑部分12及其有效载荷20时， 该定位探针60提供反馈。该定位探针60可以是例如电容表、激光测距仪或 干涉^义中的至少一个。该运动机构10还可以包括约束层70,它作用于对有效载荷支撑部分12 从而对有效载荷的运动提供粘性阻尼。该阻尼减小了有效载荷20相对于有 效载荷20受到驱动时有效载荷20的命令位置的实际位置中的超程和振荡效 应。约束层70可以定位在接地部分18和有效载荷支撑部分12之间。该约 束层可以包括例如聚丙烯之类的粘性材料。转换器40和42提供的线性运动允许运动机构形成得尺寸紧凑，于是可 以以较高带宽操作。有效载荷支撑部分12的运动的响应频率可以大于大约 例如4kHz。
图3说明了本发明的另一优选实施例。在图3中说明的实施例中，其中一个转换器用弹簧80代替，但是其它都相同。同样的附图标记表示图1、 2 和3中相同的部件。弹簧80在第一方向上对第一侧部分14提供偏压和恢复 力，从而第一侧部分14在第二接触点32处对有效载荷支撑部分12提供力。 弹簧80可以是松散材料，它提供抗扭刚度，以起到弹簧的作用。图5说明了本发明的另 一优选实施例，其中运动控制系统属于弯曲设计。 运动机构510包括基座部分512、弯曲部分514和转换器516。运动机构510 在图5的纸平面(x-y平面)中对作为弯曲部分514的一部分的有效载荷支 撑部分518提供运动，并对有效载荷支撑部分518特别提供水平运动(沿着 x轴)。如果任意或所有接触点30、 32、 34和36形成使得它们的组合抗扭刚 度起到弹簧的作用，则可以不使用弹簧80。以这种方式，弹簧可以在运动机 构的松散材料中形成。转换器516可以是例如压电转换器。例如，该转换器516可以用压电结 晶堆形成，并可以包括例如PZT材料。以与图1和2中所示实施例类似的方式，在本实施例中，有效载荷支撑 部分518构造成支撑有效载荷520，例如切割工具或激光头。如果有效载荷 520是切割工具，则该切割工具可以是例如钻石切割工具。如果有效载荷520 是激光头，则该激光头可以包括光纤的末端和相对应光学元件，其中光纤的 相对末端光学联接到例如激光器上。弯曲部分514包括第一数个伸长部分530。第一数个伸长部分530的每 一个的一个末端都接触有效载荷支撑部分518。第一数个伸长部分530中的 每一个都基本在第一方向上延伸，例如在如图5中所示的y方向。弯曲部分514还可以包括第二数个伸长部分534和杆部分536。第二数 个伸长部分534基本在与第 一数个伸长部分530相同的方向上延伸，例如它 们都基本在图5中所示的y方向上延伸。杆部分536中的每一个都起到使第一数个伸长部分530的相应伸长部分 与第二数个伸长部分534的相应伸长部分连接的作用。例如，如图5中所示， 第一数个伸长部分530中在顶部的两个经杆部分536的顶部的一个连4妻到顶 部处第二数个伸长部分534中的两个上，并且底部处第一数个伸长部分530 中的相对应的两个经杆部分536中底部的一个连接到底部处第二数个伸长部 分534中的两个上。
第二数个伸长部分534的伸长部分的每个都具有第一末端和与第一末端 相对的相对末端。该第一末端在相应接触点处4妄触基座部分512，而相对末 端接触其中 一个杆部分536。第一凄t个伸长部分530的每个伸长末端都具有接触相应杆部分536的一 个末端，和接触有效载荷支撑部分518的相对末端。转换器516在基本正交于第一方向(基本上为伸长支撑部分的方向)的 第二方向上将力施加到有效载荷支撑部分518上，例如在图5中所示的x方 向上。沿基本正交于伸长部分530的方向施加力允许伸长部分530在与杆部 分536和有效载荷支撑部分518接触的相应点处弯曲，并允许伸长部分534 在与杆部分536和基座部分512接触的相应点处弯曲。在图6中说明了伸长部分530和534在相应接触点处的弯曲。图5说明 了转换器516未在弯曲部分514上施加力的情况下的运动机构510，而图6 说明了转换器516正在弯曲部分514上向右或者在+x方向上施加力的情况 下的运动才几构510。如图6中所看出的那样，伸长部分530和534在4妻触点 处弯曲。图5对应于有效载荷520的最小移动状态，而图6对应于有效载荷 520在+ x方向上的最大移动状态。返回图5，运动机构510可以包括预加载螺4丁 540,它起到对转换器516 提共挤压力的作用。转换器516在一端处对有效载荷支撑部分518提供力， 而转换器516的相对端接触预加载螺钉。在转换器516包括压电堆的情况下， 来自预加载螺钉的挤压力帮助防止压电堆在没有电压施加到该堆上时分开。预加载螺钉540可调节成提供期望的挤压。尽管较大的挤压帮助防止堆 分开，但是也减小了可以提供给有效载荷520的最大移动。优选地，弯曲部分514的硬度与转换器516的硬度相适应。相适应的硬 度用于在由转换器516驱动的有效载荷520的运动中良好的重复性，并提供 较高的带宽性能。通过调节来自于加载螺钉540的挤压力，可以调节转换器 516的力的范围。弯曲部分514的硬度可以在例如转换器516的硬度的1/ 10至4倍之间，或者在转换器516的硬度的1 / 10至2倍之间。优选地，该 弯曲部分514的硬度基本与转换器516的硬度相同。基座部分512和弯曲部分514可以用相同材料制成。以这种方式，基座 部分512和弯曲部分514可以形成整体。例如，基座部分520和弯曲部分514 可以用钛合金、铝合金或钢块形成。该块可以机械加工成以整体方式形成基
座部分512和弯曲部分514。基座部分512可以包括接地块，并且该接地块可以包括其上的一个或多 个喷嘴550，以提供朝有效载荷支撑部分518的喷洒。例如，如果有效载荷 520是切割工具，则喷嘴550可以提供空气或其他气体的喷洒，以吹走切割 工具切割入工件中时形成的碎片或其他碎屑。运动机构10还可以包括定位探针560，以纟笨测有效载荷支撑部分518 的位置。当控制运动机构510定位有效载荷支撑部分518及其有效载荷520 时，该位置探针560提供反馈。该位置探针560可以是例如电容表、激光测 距4义或千涉4义中的至少 一个。该运动机构510还可以包括约束层570,它作用于对有效载荷支撑部分 512从而对有效载荷的运动提供粘性阻尼。该阻尼减小了有效载荷520相对 于有效载荷520受到驱动时有效载荷520的命令位置的实际位置中的超程和 振荡效应。约束层570可以定位成填充接地部分518、伸长部分530和534 以及基部部分512之间的区域。该约束层570可以包括例如聚丙烯之类的粘 性材料。图7说明了类似于图5中所示的实施例。然而，在图7的实施例中，每 个伸长部分530和534的厚度都具有比其末端部分更硬的中间部分580。这 可以例如通过使中间部分580比末端部分更厚，或者使得中间部分用具有比 末端部分的材料更大硬度的材料制成来实现。在本实施例中，弯曲部分514 的转动刚度增大。图4说明了本发明的实施例所述的车床系统100，它具有运动才几构110， 该运动机构可以是带有作为如上述图1 - 3中所述有效载荷20的切割工具的 运动机构10，或者是带有作为如上述图5 - 7中所述有效载荷520的切割工 具的运动机构510。该车床系统IOO提供用于设置在如转鼓之类的工件支架 112上的工件(未示出)的机械加工。该车床系统包括控制器单元114，它 控制转换器40和42 (或者在运动机构10的图3 (参见图1 _ 3 )的实施例中 仅仅是40,或者在图5-7的实施例中4义仅是516),并4妻受来自运动才几构10 或510的位置探针60或560的反馈。输入/输出数据处理器102提供给数 字信号处理(DSP)单元104切割命令，该数字信号处理单元将信号供给数 模转换装置106。电压放大器108接收来自DA转换器106的信号，并驱动 运动机构10或510的转换器，以指挥切割工具有效载荷20的运动(参见图 1 - 3或5 - 7 )。位置探针60 (参见图1 - 3 )或560 (参见图5 - 7 )探测有 效载荷的位置，并将表示位置的信号提供给传感器放大器118。放大器118 将该信号放大。放大的信号传给模数(A/D)转换器120。车床编码器116 确定工件在工件支架112上的位置，并将反馈信号提供给A/D转换器120。 该A/D转换器120于是将表示切割工具的位置和工件在工件支架112上的 位置的反馈信号作为输出信号提供给数字信号处理单元104。该DSP单元 104将处理的信号提供给输入/输出处理器102。有效载荷20可如期望的那 样受到驱动。车床系统可以提供除了运动机构IIO之外的运动。当机械加工 时，可以工件的表面的标称平面中在由切割方向限定的方向中提供辅助运 动。也可以提供在由进料方向限定的方向上进出工件的表面的标称平面的辅 助运动。运动才几构IIO可以用于在切割方向上，在正交于切割方向的表面的 平面中在进料方向上，或者其组合方向上提供运动。尽管已经详细地参照其具体实施里描述了本发明，但是本领域技术人员 将清楚的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在其中进行各种 改变和修改。于是，本发明的精神和范围不应当由上述示例性实施例中的任 意一个限定，而是应当只根据下述权利要求及其等效物限定。
权利要求
1. 一种运动机构，包括构造用于支承有效载荷的有效载荷支承部分； 接地部分；在第一接触点连接到有效载荷支撑部分上并在第二接触点连接到接地 部分上的第一侧部分；在第三接触点连接到有效载荷支撑部分并在第四接触点连接到接地部 分上的第二侧部分；第一转换器，它设置成在受驱动时在第一线性方向上对第一侧部分提供 力，从而该第 一侧部分在基本正交于第一方向的第二方向上在第 一接触点处 对有效载荷支撑部分提供力；及第二转换器，它设置成在受驱动时在第三线性方向上对第二侧部分提供 力，从而该第二侧部分在基本正交于第三方向的第四方向上在第三接触点处 对有效载荷支撑部分提供力。
2. 如权利要求1所述的运动机构，其中当第一方向和第三方向彼此相反， 并且第二方向基本与第四方向相同。
3. 如权利要求1所述的运动机构，其中接触点包括刚性或半刚性材料。
4. 如权利要求1所述的运动机构，其中接触点包括刚性或半刚性材料， 并且有效载荷支撑部分、第一和第二侧部分和接地部分整体形成。
5. 如权利要求1所述的运动机构，其中接触点、有效载荷支撑部分、第 一和第二侧部分和接地部分都属于相同材料。
6. 如权利要求5所述的运动机构，其中接触点、有效载荷支撑部分、第 一和第二侧部分和接地部分包括钛合金、铝合金或钢中的至少一种。
7. 如权利要求1所述的运动机构，其中当第一转换器受驱动并在第一方 向上对第一侧部分提供力时，第一侧部分绕着第二接触点转动，并且当第二 转换器受致动并在第三方向上对第二侧部分提供力时，该第二侧部分绕着第 四才妄触点转动。
8. 如权利要求7所述的运动机构，其中第一和第二侧部分基本为L形。
9. 如权利要求1所述的运动机构，其中该接地部分包括接地块，并且该 机构还包括 至少一个喷嘴，它设置在该接地块上，以朝有效载荷支撑部分提供喷洒。
10. 如权利要求1所述的运动机构，还包括设置成探测有效载荷支撑部分的位置的位置探针。
11. 如权利要求IO所述的运动机构，其中该位置探针为电容表、激光测 距仪或干涉仪中的至少一个。
12. 如权利要求1所述的运动机构，还包括连接到有效载荷支撑部分上的有效载荷，其中该有效载荷包括切割工具 或激光头中的至少一个。
13. 如权利要求12所述的运动机构，其中有效载荷包括钻石切割工具。
14. 如权利要求1的运动机构，还包括接地部分的至少一部分和有效载荷之间的约束层，它构造成对有效载荷 支撑部分的运动提供粘性阻尼。
15. 如权利要求14所述的运动机构，其中该约束层包括聚丙烯。
16. 如权利要求1所述的运动机构，其中第一和第二转换器包括压电堆。
17. 如权利要求1所述的运动机构，其中有效载荷支撑部分的运动的响应 频率大于大约4kHz。
18. 如权利要求1所述的运动机构，其中第一转换器和第二转换器构造成 具有相对于彼此的相对极性。
19. 一种运动才几构，包括构造成支撑有效载荷的有效载荷支撑部分； 接地部分；在第 一接触点处连接到有效载荷支撑部分上并在第二接触点处连接到 接地部分上的第 一侧部分；在第三接触点处连接到有效载荷支撑部分并在第四接触点处连接到接 地部分上的第二侧部分；及第一转换器，它设置成在受致动时在第一线性方向上对第一侧部分提供 力，从而该第一侧部分在基本正交于第一方向的第二方向上在第一接触点处 对有效载荷支撑部分提供力。
20. —种运动才几构，包括构造成支撑有效载荷的有效载荷支撑部分； 接地部分； 在第一接触点处连接到有效载荷支撑部分上并在第二接触点处连接到 接地部分上的第 一侧部分；在第三接触点处连接到有效载荷支撑部分上并在第四接触点处连接到接地部分上的第二侧部分；第一转换器，它设置成在受致动时在第一方向上对第一侧部分提供力， 从而第一侧部分在基本正交于第一方向的第二方向上在第一接触点处对有效载荷提供力；及弹簧，它设置成在第三方向上对第二侧部分提供偏压力，从而第二侧部 分在基本正交于第三方向的第四方向上在第三接触点处对有效载荷提供力。
21. —种运动控制系统，包括 构造成支撑工件的工件支架； 运动积4勾，包4舌构造成支撑有效载荷的有效载荷支撑部分； 接地部分；在第一接触点处连接到有效载荷支撑部分上并在第二接触点处连接到 接地部分上的第 一侧部分；在第三接触点处连接到有效载荷支撑部分上并在第四接触点处连接到 接地部分上的第二侧部分；第一转换器，它设置成在受致动时在第一线性方向上对第一侧部分提供 力，从而第一侧部分在基本正交于第一方向的第二方向上在第一接触点处对有效载荷支撑部分提供力；及第二转换器，它设置成在受致动时在第三线性方向上对第二侧部分提供力，从而第二侧部分在基本正交于第三方向的第四方向上在第三接触点处对 有效载荷支撑部分提供力；及控制器单元，它构造成控制转换器，以控制切割工具的运动，以切割工件。
22. —种运动机构，包括 基座部分； 弯曲部分，包括构造成支撑有效载荷的有效载荷支撑部分；第 一数个伸长部分，它基本在第 一方向上延伸并接触有效载荷支撑部分；及其中该弯曲部分接触该基座部分；及转换器，它设置成在受致动时在第二方向上对有效载荷支撑部分提供 力，该第二方向基本正交于第一方向。
23. 如权利要求22所述的运动机构，其中该弯曲部分还包括 至少一个杆部分，它在相应第一数个伸长部分与接触有效载荷支撑部分的末端相对的末端处接触相应的第一数个伸长部分；及基本在第 一 方向上延伸的第二数个伸长部分，第二数个伸长部分中的每 个伸长部分都具有第一末端和相对的第二末端，该第一末端经相应接触点接 触基座部分，并且相对末端接触相应的至少一个杆部分。
24. 如权利要求23所述的运动机构，其中每个伸长部分都具有比其末端 部分更硬的中间部分。
25. 如权利要求23所述的运动机构，其中转换器经第一转换器末端向有 效载荷支撑部分提供力，该机构还包括接触并将挤压力提供给与第 一转换器末端相对的第二转换器末端的预 加载螺钉。
26. 如权利要求22所述的运动机构，其中弯曲部分的硬度基本与转换器 的硬度相同。
27. 如权利要求22所述的运动机构，其中基座部分和弯曲部分都属于相 同材料。
28. 如权利要求27所述的运动机构，其中该基座部分和弯曲部分包括钬 合金、铝合金或钢中的至少一种。
29. 如权利要求22所述的运动机构，其中该机座部分包括接地块，并且 该机构还包括至少一个喷嘴，设置在接地块上，以朝有效载荷支撑部分提供喷洒。
30. 如权利要求22所述的运动机构，还包括 设置成探测有效载荷支撑部分的位置的位置探针。
31. 如权利要求30所述的运动机构，其中该位置探针为电容表、激光测 距仪或干涉仪中的至少一个。
32. 如权利要求22所述的运动机构，还包括连接到有效载荷支撑部分上的有效载荷，其中该有效载荷包括切割工具或激光头中的至少一个。
33. 如权利要求32所述的运动机构，其中该有效载荷包括钻石切割工具。
34. 如权利要求22所迷的运动机构，其中该转换器包括压电堆。
35. 如权利要求22所述的运动机构，其中有效载荷支撑部分的运动的响 应频率大于大约4kHz。
36. 如权利要求22所述的运动机构，其中弯曲部分的硬度为转换器的硬 度的0.1至4倍之间。
37. 如权利要求36所述的运动机构，其中弯曲部分的硬度为转换器的硬 度的0.1至2倍之间。
38. —种运动控制系统，包括 构造成支撑工件的工件支架； 运动机构，包括 基座部分；弯曲部分，包括构造成支撑有效载荷的有效载荷支撑部分；第一数个伸长部分，它基本在第一方向上延伸，并接触有效载荷支撑部 分；其中该弯曲部分接触基座部分；及转换器，它设置成在受致动时在第二方向上对有效载荷支撑部分提供 力，该第二方向基本正交于第一方向；及控制器单元，它构造成控制转换器，以控制切割工具的运动，以切割工件。
39. 如权利要求38所述的运动控制系统，其中该控制器还构造成控制该 运动机构，以在工件的表面的平面中的方向上和在垂直于工件的表面的平面 的方向上提供运动。
全文摘要
本发明记载一种运动机构。在一项实施例中，该运动机构包括基座部分、弯曲部分和转换器。该弯曲部分包括构造成支撑有效载荷的有效载荷支撑部分，第一数个伸长部分，它基本在第一方向上延伸并接触有效载荷支撑部分，其中该弯曲部分接触该基座部分。该转换器设置成在受致动时在第二方向上对有效载荷支撑部分提供力，该第二方向基本正交于第一方向。还记载该运动系统的其他实施例。
文档编号H01L41/09GK101124522SQ200580048484
公开日2008年2月13日 申请日期2005年12月5日 优先权日2004年12月20日
发明者尤金·G·奥尔扎克 申请人:通用电气公司