一种运动装置的制作方法

文档序号:26145878发布日期:2021-08-03 14:32阅读:82来源:国知局
一种运动装置的制作方法

本发明涉及精密定位技术领域,尤其涉及一种运动装置。



背景技术:

在精密定位技术领域中,经常会使用能够实现x方向移动、y方向移动以及绕z方向转动的运动装置,运动装置包括x方向运动模块、y方向运动模块以及rz运动模块,x方向运动模块能够实现x方向运动的输出,y方向运动模块能够实现y方向运动的输出,rz运动模块能够实现绕z方向转动的输出,为了实现三种运动的符合,x方向运动模块、y方向运动模块以及rz运动模块沿z方向依次罗列叠加,x方向运动模块、y方向运动模块以及rz运动模块通常为输出行程大但是精度低的电机,电机的体积大且安装误差大,导致运动装置无法实现精准微动调整。



技术实现要素:

本发明的目的是提出一种运动装置,能够实现精准微动调整。

为达上述目的,本发明采用以下技术方案:

一种运动装置,包括:

支撑机构;

所述支撑机构包括:固定结构、活动结构、第一压电致动器组件、第二压电致动器组件;

所述固定结构与所述活动结构柔性连接,其中,所述固定结构与所述活动结构沿z轴方向的相对位置不变,且所述活动结构可相对所述固定结构运动;

其中,所述第一压电致动器组件、所述第二压电致动器组件均分别连接所述固定结构和所述活动结构;

所述第二压电致动器组件设置有偶数个;偶数个所述第二压电致动器组件对称分布在所述活动结构的与x方向平行的中心线的两侧;

所述活动结构可通过所述第一压电致动器组件相对所述固定结构沿y方向运动;

所述活动结构可通过偶数个所述第二压电致动器组件相对所述固定结构沿x方向运动和绕所述z轴方向转动。

作为优选方案,所述支撑机构还包括:柔性机构;

所述柔性机构包括相互连接的第一柔性边和第二柔性边;第一柔性边和第二柔性边的横截面均为条状;第一柔性边与y方向平行,第二柔性边与x方向平行;

第一柔性边直接或间接连接所述活动结构,第二柔性边直接连接所述固定结构。

作为优选方案,所述固定结构为回形框结构,所述活动结构设置在所述固定结构内侧。

作为优选方案,所述第一压电致动器组件位于所述固定结构与x方向平行的侧边的中间位置,且位于所述活动结构的与y方向平行的中心线上。

作为优选方案,所述第一压电致动器组件至少设置有两个,至少两个所述第一压电致动器组件对称分布在所述活动结构的与y方向平行的中心线的两侧。

作为优选方案,所述第二压电致动器组件设置为两个;

两个所述第二压电致动器组件均分别连接所述固定结构和所述活动结构;两个所述第二压电致动器组件对称分布在所述活动结构的与x方向平行的中心线的两侧;

两个所述第二压电致动器组件输入相同或不同电压,以使所述活动结构相对所述固定结构沿x方向运动和绕所述z轴方向转动。

作为优选方案,所述支撑机构还包括调整结构,所述调整结构包括两个调整件;每一个调整件对应一个第二压电致动器组件,每一个调整件分别连接其对应的第二压电致动器组件、活动结构;所述两个调整件对称分布在所述活动结构的与x方向平行的中心线的两侧。

作为优选方案,所述调整件与所述固定结构/所述活动结构通过连接凸起柔性连接;所述第二压电致动器组件和所述调整件在第一连接点处柔性连接;所述活动结构和所述调整件在第二连接点处柔性连接;所述第一连接点、所述第二连接点分别位于所述连接凸起的两侧。

作为优选方案,所述调整件包括:

受驱部,与所述固定结构/所述活动结构通过所述连接凸起柔性连接;以及

转化部,所述转化部包括沿x方向依次相连接的第一连接段、第二连接段以及第三连接段,其中,所述第一连接段的沿y方向的尺寸小于所述第二连接段沿y方向的尺寸,所述第三连接段沿y方向的尺寸小于所述第二连接段沿y方向的尺寸,所述第一连接段远离所述第二连接段的一端与所述受驱部相连接,所述第三连接段远离所述第二连接段的一端与所述活动结构相连接。

作为优选方案,所述调整件与所述固定结构通过连接凸起柔性连接;所述第一连接点与所述连接凸起的直线距离为l1,所述调整件与所述活动结构的第二连接点与所述连接凸起的直线距离为l2,所述l2为所述l1的1.2倍~6倍。

作为优选方案,所述调整件与所述固定结构通过连接凸起柔性连接;所述第一连接点与所述连接凸起的直线距离为l1,所述调整件与所述活动结构的第二连接点与所述连接凸起的直线距离为l2,所述l2为所述l1的0.5倍~0.8倍。

作为优选方案,所述运动装置还包括:

基座、总驱动机构、第一限位机构;

所述支撑机构与所述基座活动连接;

所述支撑机构通过所述总驱动机构可相对所述基座运动;

所述支撑机构与所述基座通过所述第一限位机构在沿z轴方向的相对位置不变。

作为优选方案,所述总驱动机构包括:第一驱动机构、第二驱动机构;

所述第一驱动机构分别连接所述基座和所述支撑机构的所述固定结构,且设置为驱动所述支撑机构相对所述基座沿x方向运动;

所述第二驱动机构分别连接所述基座和所述支撑机构的所述固定结构,且设置为驱动所述支撑机构相对所述基座沿y方向运动和绕z轴方向转动;所述第二驱动机构包括:

第一驱动件和第二驱动件;所述第一驱动件和第二驱动件均分别与所述基座和所述支撑机构的所述固定结构相连接;所述第一驱动件和所述第二驱动件对称分布在所述支撑机构的中心线的两侧,所述第一驱动件和所述第二驱动件设置为分别对所述支撑机构施加沿y方向正向或反向的力。

作为优选方案,所述第一限位机构,设置在所述基座和所述支撑机构中的一个上,所述第一限位机构与所述基座和所述支撑机构中的另一个相配合,以使所述支撑机构与所述基座沿z方向的相对位置不变。

作为优选方案,所述支撑机构还包括:两个弹簧预载件,每一个弹簧预载件对应一个调整件,所述弹簧预载件设置于所述固定结构上,且抵住所述调整件的第一侧,所述第一侧靠近所述活动结构与x方向平行的中心线。

本发明的有益效果为:

本发明提供的运动装置包括支撑机构,支撑机构包括固定结构、活动结构、第一压电致动器组件以及第二压电致动器组件,固定结构与活动结构柔性连接,其中,固定结构与活动结构沿z轴方向的相对位置不变,且活动结构可相对固定结构运动。第一压电致动器组件、第二压电致动器组件均分别连接固定结构和活动结构,第二压电致动器组件设置有偶数个,偶数个第二压电致动器组件对称分布在活动结构的与x方向平行的中心线的两侧,活动结构可通过第一压电致动器组件相对固定结构沿y方向运动,活动结构可通过偶数个第二压电致动器组件相对固定结构沿x方向运动和绕z轴方向转动。第一压电致动器组件和第二压电致动器组件的尺寸小、轻薄化且位置调整精度高,从而能够实现活动结构相对固定结构位置的精准微动调整。固定结构与活动结构柔性连接的结构,配合第一压电致动器组件和第二压电致动器组件的驱动能够实现对活动结构沿x方向、沿y方向和绕z轴旋转驱动的快速响应,提高活动结构沿x方向、沿y方向和绕z轴旋转的运动精度。

此外,偶数个第二压电致动器组件对称分布在活动结构的与x方向平行的中心线的两侧,活动结构可通过第一压电致动器组件相对固定结构沿y方向运动,活动结构可通过偶数个第二压电致动器组件相对固定结构沿x方向运动和绕z轴方向转动,第一压电致动器组件和第二压电致动器组件相互配合能够实现活动结构相对固定结构沿y方向运动、沿x方向运动和绕z轴方向转动,较现有的仅能实现y方向运动和沿x方向运动的运动装置相比,能够实现输出的运动形式更多样化,可以适用的场景更多。

此外,支撑机构还包括调整件,通过调整件可对第二压电致动器的输出位移进行改变,如放大或缩小,实现了灵活控制,并能够满足更多的应用场景。

此外,本发明还包括基座、总驱动机构、第一限位机构;所述支撑机构与所述基座活动连接;所述支撑机构通过所述总驱动机构可相对所述基座运动;所述支撑机构与所述基座通过所述第一限位机构在沿z轴方向的相对位置不变。通过总驱动机构、第一限位机构实现了支撑机构相对于基座的大行程运动(在x方向、y方向、rz方向)。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是实施例一提供的运动装置的结构示意图一;

图2是实施例一提供的支撑机构的结构示意图一;

图3是实施例一提供的支撑机构的局部结构示意图一;

图4是实施例一提供的支撑机构的结构示意图二;

图5是实施例一提供的支撑机构的结构示意图三;

图6是实施例一提供的支撑机构的局部结构示意图二;

图7是图3中p处的结构示意图;

图8是实施例一提供的支撑机构的局部结构示意图三;

图9是实施例一提供的运动装置的结构示意图二;

图10是实施例一提供的运动装置的结构示意图三;

图11是实施例一提供的支撑机构的转动的原理图;

图12是实施例二提供的支撑机构的结构示意图。

图中标记如下:

100-运动装置;

1-基座;2-支撑机构;21-固定结构;22-调整机构;221-调整件;2211-受驱部;22111-第一侧边;22112-第二侧边;2212-转化部;22121-第一连接段;22122-第二连接段;22123-第三连接段;2213-连接凸起;22131-第一连接部;22132-第二连接部;22133-第三连接部;23-柔性机构;231-第一柔性边;232-第二柔性边;24-第一压电致动器组件;25-第二压电致动器组件;251-第二压电致动器输出端;252-第二压电致动器本体;26-第一电容传感器;27-第二电容传感器;28-第三电容传感器;29-活动结构;30-弹簧预载件;3-第一驱动机构;31-第一本体;32-第一输出端;4-第二驱动机构;41-第一驱动件;411-第二本体;412-第二输出端;42-第二驱动件;421-第三本体;422-第三输出端;5-限位机构;51-安装架;52-气浮件;53-磁性件;6-第一位置检测机构;7-第二位置检测机构;8-第三位置检测机构。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述和简化操作,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分,并没有特殊的含义。

实施例一

如图1和图2所示,本实施例提供一种运动装置100,该运动装置100包括支撑机构2,支撑机构2包括固定结构21、活动结构29、第一压电致动器组件24以及第二压电致动器组件25,固定结构21与活动结构29柔性连接,其中,固定结构21与活动结构29沿z轴方向的相对位置不变,且活动结构29可相对固定结构21运动。第一压电致动器组件24、第二压电致动器组件25均分别连接固定结构21和活动结构29,第二压电致动器组件25设置有偶数个,偶数个第二压电致动器组件25对称分布在活动结构29的与x方向平行的中心线的两侧,活动结构29可通过第一压电致动器组件24相对固定结构21沿y方向运动,活动结构29可通过偶数个第二压电致动器组件25相对固定结构21沿x方向运动和绕z轴方向转动。第一压电致动器组件24和第二压电致动器组件25的尺寸小、轻薄化且位置调整精度高。固定结构21与活动结构29柔性连接的结构,并配合第一压电致动器组件24和第二压电致动器组件25的驱动,能够实现活动结构29相对固定结构21位置的精准微动调整。此外,第一压电致动器组件24和第二压电致动器组件25还能够实现对活动结构29沿x方向、沿y方向和绕z轴旋转驱动的快速响应,提高活动结构29沿x方向、沿y方向和绕z轴旋转的运动精度。

此外,偶数个第二压电致动器组件25对称分布在活动结构29的与x方向平行的中心线的两侧,活动结构29可通过第一压电致动器组件24相对固定结构21沿y方向运动,活动结构29可通过偶数个第二压电致动器组件25相对固定结构21沿x方向运动和绕z轴方向转动,第一压电致动器组件24和第二压电致动器组件25相互配合能够实现活动结构29相对固定结构21沿y方向运动、沿x方向运动和绕z轴方向转动,较现有的仅能实现y方向运动和沿x方向运动的运动装置相比,能够实现输出的运动形式更多样化,可以适用的场景更多。且较现有的,通过x方向运动模块、y方向运动模块以及rz运动模块沿z方向依次罗列叠加从而实现三个方向运动的运动装置,其具备体积小,整体刚度大的优点。

如图2和图3所示,支撑机构2还包括柔性机构23,柔性机构23包括相互连接的第一柔性边231和第二柔性边232,第一柔性边231和第二柔性边232的横截面均为条状,第一柔性边231与y方向平行,第二柔性边232与x方向平行,第一柔性边231直接或间接连接活动结构29,第二柔性边232直接连接固定结构21。柔性机构为l型长条结构。本实施例中,第一柔性边231和第二柔性边232均为窄条,二者的长度相同,宽度相同,宽度为0.15-2mm。这里仅为举例,本发明不对此进行限定。

如图3所示,固定结构21为回形框结构,活动结构29位于固定结构21的内侧。活动结构29的外框与回形框结构的固定结构21的内框相适配,活动结构29的外框为四边形结构,活动结构29设置在固定结构21的回形框结构内侧,活动结构29与固定结构21的排布紧凑,能够合理利用有限的空间来进行活动结构29与固定结构21的布置,可以有效提高空间利用率,从而减小支撑机构2占用的空间。活动结构29对应设置有四个角,活动结构29的四个角分别与回形框的四个内角形成l型的空间,l型的空间便于容置呈l型的柔性机构23,使得组装在一起的活动结构29、固定结构21以及柔性机构23整体结构扁平状,在有限的空间中能实现活动结构29、固定结构21以及柔性机构23的合理布局,还能保证活动结构29与固定结构21的柔性连接。此外,由于活动结构29的四角均设置有柔性机构23,保证活动结构29相对固定结构21沿z方向的平稳设置。此外,四个柔性机构23的受力均匀,能够防止单一柔性机构23受力过大而导致的活动结构29的坠落,能够保证该运动装置100正常使用。

现对第一压电制动器组件24和第二压电制动器组件25设置的位置以及结构进行说明。

压电致动器组件是通过应用压电陶瓷所具有施加电压发生变形(伸长、收缩)的特性,通过压电原件,将电压信号转化为压电陶瓷应变,从而形成驱动力。压电致动器组件包括本体以及输出端,输出端能够相对于本体做伸缩运动,压电致动器组件通过通入不同的电压,来实现输出端不同行程的输出。示例性的,当输入10v时,输出端能够输出10μm,当输入20v时,输出端可以输出20μm等,当然,不同型号的压电致动器组件输入的电压与输出端输出的行程都有各自对应参数,本实施例不具体进行限定。

第一压电致动器组件24可以包括若干个第一压电致动器,第二压电致动器组件25包括若干个第二压电致动器。在使用时,第一压电致动器组件24的若干个第一压电致动器需要均匀排布,以达到均衡驱动的目的;第二压电致动器组件25的若干个第二压电致动器需要均匀排布,以达到均衡驱动的目的。

本实施例中,第一压电致动器组件24还可以包括一个第一压电致动器,第二压电致动器组件25包括一个第二压电致动器,这里仅为举例,本发明不对其进行限定。

作为优选方案,固定结构21上开设有第一安装槽和第二安装槽,第一压电致动器组件24的本体安装在第一安装槽中,第二压电致动器组件25包括第二压电致动器输出端251和第二压电致动器本体252,第二压电致动器输出端251能相对第二压电致动器本体252做往复运动,第二压电致动器本体252安装在第二安装槽中,第一压电致动器组件24的本体的上表面和第二压电致动器本体252的上表面均不高于固定结构21的上表面,第一压电致动器组件24的本体和第二压电致动器本体252基本在同一平面之内,相较于传统的x方向运动模块、y方向运动模块以及rz运动模块沿z方向依次罗列叠加的方案相比,实施例一的运动装置100的高度较低,能够有效提高运动装置100的整体刚度、运动装置100的体积小且输出的运动精度高。

如图2所示,第一压电致动器组件24仅设置有一个,第一压电致动器组件24位于固定结构21的侧边的中间位置,且位于活动结构29的与y方向平行的中心线上,这样设置能够避免第一压电致动器组件24的输出端伸出而导致的活动结构29的转动,涉及到的第一压电致动器组件24的数量少,结构简单,方便安装。

在其他实施例中,第一压电致动器组件24至少为两个,至少两个第一压电致动器组件24对称分布在活动结构29的与y方向平行的中心线的两侧,至少为两个能够实现对活动结构29的较好驱动。

如图2所示,第二压电致动器组件25设置为两个,两个第二压电致动器组件25均分别连接固定结构21和活动结构29,两个第二压电致动器组件25对称分布在活动结构29的与x方向平行的中心线的两侧,两个第二压电致动器组件25输入相同或不同电压,以使活动结构29相对固定结构21沿x方向运动和绕z轴方向转动。

如图4和图5所示,当左侧第二压电致动器组件25通入一个电压v1,左侧第二压电致动器组件25能使活动结构29的左侧产生一个沿x向的位移x1,当右侧第二压电致动器组件25通入一个电压v2,右侧第二压电致动器组件25能使活动结构29右侧产生一个沿x向的位移x2。

如图4所示,如果产生的x1和x2同向,则有如下情况:

当v1=v2,则x1和x2同向且相等,活动结构29相对固定结构21沿x方向移动;

当v1<v2,则x1和x2同向,且x1<x2,活动结构29差动产生相对固定结构21的转动。若x1和x2均沿x负向,则活动结构29相对固定结构21顺时针转动;若x1和x2均沿x正向,则活动结构29相对固定结构21逆时针转动;

当v1>v2,则x1和x2同向,且x1>x2,活动结构29差动产生相对固定结构21的转动。若x1和x2均沿x负向,则活动结构29相对固定结构21逆时针转动;若x1和x2均沿x正向,则活动结构29相对固定结构21顺时针转动。

如图5所示,如果产生的x1和x2反向,则有如下情况:

若x1沿x负向,x2沿x正向,活动结构29差动产生相对固定结构21的转动,活动结构29相对固定结构21逆时针转动;

若x1沿x正向,x2沿x负向,活动结构29差动产生相对固定结构21的转动,活动结构29相对固定结构21顺时针转动。

作为优选方案,如图2所示,支撑机构2还包括调整结构22,调整结构22包括两个调整件221,每一个调整件221对应一个第二压电致动器组件25,每一个调整件221分别连接其对应的第二压电致动器组件25、活动结构29,每个调整件221能够将第二压电致动器组件25的输出端输出行程调整后转化为活动结构29所需的行程。所述两个调整件221对称分布在所述活动结构29的与x方向平行的中心线的两侧。

如图2所示,调整件221设置在回形框状的固定结构21的内角部位置,且调整件221的大致整体形状与固定结构21相适应,活动结构29的四角均设置有柔性机构23,其中两个柔性机构23对应设置于固定结构21上侧的两个内角,分别与两个调整件221对应设置,为了方便区分,后面的描述称这类柔性机构23为第一柔性机构;另外两个柔性机构23对应设置于固定结构21下侧的两个内角,为了方便区分,后面的描述称这类柔性机构23为第二柔性机构。

如图6,两个第一柔性机构的设置结构相同,以其中一个为例进行说明:

第一柔性机构的第一柔性边231远离第二柔性边232的一端与调整件221连接,第一柔性边231沿x方向上设置在活动结构29以及调整件221之间,第一柔性边231分别与活动结构29以及调整件221之间沿x方向设置有间隙,该间隙能够允许活动结构29相对回形框形的固定结构21沿x方向运动,此时第一柔性机构间接连接活动结构29。

第二柔性边232远离第一柔性边231的一端与固定结构21的沿x方向延伸的侧边内侧壁固定连接,第二柔性边232沿y方向设置在活动结构29与回形框形的固定结构21之间,第二柔性边232分别与活动结构29和固定结构21之间沿y方向设置有间隙,该间隙能够允许活动结构29相对回形框形的固定结构21沿y方向运动。

第一柔性边231分别与活动结构29以及调整件221沿x方向的间隙较小,第二柔性边232分别与活动结构29和固定结构21沿y方向之间的间隙较小,从而实现活动结构29能相对固定结构21沿x方向以及沿y方向较小的移动,且能实现活动结构29能相对固定结构21绕z轴方向较小角度的转动,实现了活动结构29与固定结构21之间相对位置的微调。且因为第一柔性边231和第二柔性边232的横截面均为条状,这种结构自带有弹性特性,故同时实现了活动结构29与固定结构21通过第一柔性机构的柔性连接。

因为活动结构29通过第一柔性机构的柔性连接设置在固定结构21,所以活动结构29相对于固定结构21的运动无回差、无摩擦。相对于导轨的导向效果,本实施例的第一柔性机构能够实现对活动结构29相对于固定结构21的可达纳米级精度的导向。

如图8,两个第二柔性机构的设置结构相同,以其中一个为例进行说明:

第二柔性机构的第一柔性边231远离第二柔性边232的一端直接与活动结构29连接,第一柔性边231沿x方向上设置在活动结构29以及固定结构21之间,第一柔性边231分别与活动结构29以及固定结构21之间沿x方向设置有间隙,该间隙能够允许活动结构29相对回形框形的固定结构21沿x方向运动,此时第一柔性机构直接连接活动结构29。

第二柔性边232远离第一柔性边231的一端与固定结构21的沿x方向延伸的侧边内侧壁固定连接,第二柔性边232沿y方向设置在活动结构29与回形框形的固定结构21之间,第二柔性边232分别与活动结构29和固定结构21之间沿y方向设置有间隙,该间隙能够允许活动结构29相对回形框形的固定结构21沿y方向运动。

第一柔性边231分别与活动结构29以及固定结构21沿x方向的间隙较小,第二柔性边232分别与活动结构29和固定结构21沿y方向之间的间隙较小,从而实现活动结构29能相对固定结构21沿x方向以及沿y方向较小的移动,且能实现活动结构29能相对固定结构21绕z轴方向较小角度的转动,实现了活动结构29与固定结构21之间相对位置的微调。且因为第一柔性边231和第二柔性边232的横截面均为条状,这种结构自带有弹性特性,故同时实现了活动结构29与固定结构21通过第一柔性机构的柔性连接。

因为活动结构29通过第一柔性机构的柔性连接设置在固定结构21,所以活动结构29相对于固定结构21的运动无回差、无摩擦。相对于导轨的导向效果,本实施例的第一柔性机构能够实现对活动结构29相对于固定结构21的可达纳米级精度的导向。

如图3和图6所示,调整件221与固定结构21通过连接凸起2213柔性连接,第二压电致动器组件25和调整件221在第一连接点o1处柔性连接,活动结构29和调整件221在第二连接点o2处柔性连接,第一连接点(o1)、第二连接点(o2)分别位于连接凸起2213的两侧。

如图7所示,连接凸起2213包括依次相连接的第一连接部22131、第二连接部22131以及第三连接部22133,其中,第一连接部22131与受驱部2211相连接,第三连接部22133与固定结构21相连接,第一连接部22131和第三连接部22133的宽度均小于第二连接部22131,通过连接凸起2213的连接,能够实现受驱部2211与固定结构21的柔性连接。

在其他实施例中,连接凸起2213也可以设置在活动结构29上,调整件221与活动结构29通过连接凸起2213柔性连接。

如图3和6所示,调整件221包括受驱部2211和转化部2212,受驱部2211设置在回形框状的固定结构21的内角部位置,受驱部2211沿x方向延伸且在沿y方向与固定结构21的内侧相对的侧边为第一侧边22111,第一侧边22111与固定结构21沿y方向间隔设置,第一侧边22111向外凸设有连接凸起2213,连接凸起2213远离第一侧边22111的一端与固定结构21活动连接,受驱部2211沿y方向延伸且在沿x方向与活动结构29相对的侧边为第二侧边22112,第一柔性边231远离第二柔性边232的一端与第二侧边22112相连接,第一柔性边231沿x方向位于受驱部2211与活动结构29之间,第一柔性边231分别与受驱部2211与活动结构29沿x方向间隔设置。具体而言,第二侧边22112沿x方向形成有阶梯,第一柔性边231远离第二柔性边232的一端与阶梯结构靠近活动结构29的部分相连,通过阶梯结构的设置,能够方便第一柔性边231与第二侧边22112相连接。转化部2212位于受驱部2211与活动结构29沿x方向之间的位置,转化部2212的一端与活动结构29相连接,转化部2212的另一端与受驱部2211相连接,当然在其他实施例中,转化部2212的设置位置根据其他零部件设置方式而调整。

受驱部2211与固定结构21通过连接凸起2213柔性连接(若连接凸起2213设置在活动结构29上,则受驱动2211与活动结构29通过连接凸起2213连接),转化部2212包括沿x方向依次相连接的第一连接段22121、第二连接段22122以及第三连接段22123,其中,第一连接段22121的沿y方向的尺寸小于第二连接段22122沿y方向的尺寸,第三连接段22123沿y方向的尺寸小于第二连接段22122沿y方向的尺寸,第一连接段22121远离第二连接段22122的一端与受驱部2211相连接,第三连接段22123远离第二连接段22122的一端与活动结构29相连接,从而可以实现活动结构29和调整件221的柔性连接,以实现调整件221将第二压电致动器组件25输出行程换向输出到活动结构23的效果。

如图3和图6所示,第二压电致动器组件25包括第二压电致动器输出端251和第二压电致动器本体252,第二压电致动器输出端251能相对第二压电致动器本体252沿y方向运动,以第二压电致动器输出端251沿y负向运动为例进行说明,由于受驱部2211与回形框通过连接凸起2213柔性连接的第二压电致动器输出端251沿y方向负向运动,能够使受驱部2211绕连接凸起2213逆时针转动,受驱部2211受到沿x方向以及沿y方向的合力,与受驱部2211相连接的第一连接段22121受到沿x方向以及沿y方向的合力,由于转化部2212呈细长条状,第一连接段22121沿y方向的分力使转化部2212发生弯曲,第一连接段22121沿y方向的分力传递到第三连接段22123基本为零。作用在第一连接段22121上的沿x方向的力很难将转化部2212沿x方向压缩,所以作用在第一连接段22121上的沿x方向的分力基本完全传递到第三连接段22123上,从而实现将第二压电致动器输出端251施加在受驱部2211上沿y方向的力和位移转化为作用在活动结构29上沿x方向负向的力和位移。

第二压电致动器本体252设置在回形框的固定结构21上,第二压电致动器输出端251与受驱部2211相连接,调整件221大致呈矩形,第二压电致动器本体252以及柔性机构23沿x方向位于连接凸起2213的两侧,调整件221与第二压电致动器输出端251连接位置以及调整件221与活动结构29连接位置,位于调整件221面对活动结构29和固定结构21的相邻边,转化部2212用于将第二压电致动器输出端251施加在受驱部2211上沿y方向的力和位移转化为作用在活动结构29上沿x方向上的力和位移。

以第二压电致动器输出端251沿y正向运动为例进行说明,当第二压电致动器输出端251沿y正向运动,能够使受驱部2211绕连接凸起2213顺时针转动,受驱部2211受到沿x方向以及沿y方向的合力,与受驱部2211相连接的第一连接段22121受到沿x方向以及沿y方向的合力,由于转化部2212呈细长条状,第一连接段22121沿y方向的分力使转化部2212发生弯曲,第一连接段22121沿y方向的分力传递到第三连接段22123基本为零。作用在第一连接段22121上的沿x方向的力很难将转化部2212沿x方向压缩,所以作用在第一连接段22121上的沿x方向的分力基本完全传递到第三连接段22123上,从而实现将第二压电致动器输出端251施加在受驱部2211上沿y方向的力和位移转化为作用在活动结构29上沿x方向正向的力和位移的作用。上述调整件221的结构简单、精巧、紧凑且方便加工。

针对第一连接点o1、连接凸起2213、第二连接点o2应用杠杆原理,以连接凸起2213作为支点,调整件221作为杠杆,在第一连接点o1处施加驱动力f1,在第二连接点o2会得到驱动力f2;通过调整支点2213的位置(即改变第一连接点o1与连接凸起2213的直线距离、第二连接点o2与连接凸起2213的直线距离之间的比值关系),f2会大于或小于f1,即o1处施加的驱动力会被放大或缩小;相应地,调整件221能将第二压电致动器组件25输出的沿y方向的力转化为活动结构29受到的沿x方向的力,第二压电致动器输出端251产生的沿y向的位移为s,转换到活动结构29沿x向产生的位移量为s1,也可以通过调整2213的位置,使得s1大于或小于s。

作为优选方案,如图6所示,第一连接点o1与连接凸起2213的直线距离为l1,调整件221与活动结构29的第二连接点o2与连接凸起2213的直线距离为l2,l2为l1的1.2倍~6倍。当第二压电致动器输出端251在y方向上产生的位移为s,活动结构29沿x方向产生的位移为1.2s~6s,从而可以实现活动结构29输出位移或角度的放大效果。即调整件221能将第二压电致动器输出端251输出的y方向的力转化为作用在活动结构29上的沿x方向的力,且可以使得:活动结构29沿x方向产生的位移量大于第二压电致动器组件25输出端产生的位移量,从而使活动结构29的位移距离及绕z轴转动角度放大(位移的放大带来转动角度的放大),从而实现活动结构29较大位移及较大转动角度的输出,提高活动结构29的调整范围。

作为优选方案,l2为l1的0.5倍~0.8倍,当第二压电致动器输出端251产生的位移为s,活动结构29沿x产生的位移为0.5s~0.8s,从而可以实现活动结构29输出位移或角度的缩小效果。

支撑机构2还包括:两个弹簧预载件30,每一个弹簧预载件对应一个调整件221,弹簧预载件30设置于固定结构21上,且抵住调整件221的第一侧,所述第一侧靠近所述活动结构29与x方向平行的中心线,用于增加调整件221的轴向刚度,这里的轴向为y向。

如图1所示,该运动装置100还包括基座1、总驱动机构、限位机构5,支撑机构2与基座1活动连接,且支撑机构2通过限位机构5与基座1在沿z轴方向的相对位置不变,支撑机构2与基座1通过总驱动机构可相对基座1运动,总驱动机构能够实现支撑机构2相对基座1大位移的移动以及转动。综上,通过总驱动机构、限位机构5的配合,能够实现支撑机构2相对于基座1的大行程运动。而支撑机构2的结构又可以实现活动结构相对于固定结构的高精度微动运动。所以本实施例提供的运动装置100能够实现大行程和高精度运动的输出。

结合图1对限位机构5进行说明,限位机构5设置在基座1上,限位机构5与支撑机构2相配合,以使支撑机构2与基座1沿z方向的相对位置不变,从而避免运动装置100在进行xyrz运动时支撑机构2在z方向上的波动。在其他实施例中,还可以是限位机构5的一部分设置在支撑机构2上,限位机构5的另一部分设置在基座1上,限位机构5与基座1和支撑机构2相配合,以使支撑机构2与基座1沿z方向的相对位置不变。在其他实施例中,还可以将限位机构5设置在支撑机构2上,限位机构5与基座1相配合,以使支撑机构2与基座1沿z方向的相对位置不变,也能够避免运动装置100在进行xyrz运动时支撑机构2在z方向上的波动。

具体而言,如图1所示,限位机构5为气浮预载机构,气浮预载机构包括安装架51、气浮件52和磁性件53,安装架51与基座1和支撑机构2中的一个相固定,气浮件52和磁性件53均设置在安装架51上,且均与基座1和支撑机构2中的另一个正对。气浮件52能够对支撑机构2施加一个向上的浮力f浮,磁性件53能够对支撑机构2施加一个向下的吸力f吸,支撑机构2自身受到一个向下的重力g,通过力f浮=f吸+g,能够保证支撑机构2沿竖直方向的受力平衡,通过气浮件52与磁性件53的配合,能够实现基座1与支撑机构2沿z方向上形成一定的气隙,当支撑机构2相对基座1沿x方向运动、沿y方向运动以及绕z轴方向转动时,能够防止支撑机构2与基座1产生摩擦,避免运动装置100产生较多的热量,保证运动装置100正常运行,使得支撑机构2相对基座1的运动的平稳性好,有效提高运动装置100的运动精度,且能有效防止支撑机构2或者基座1的损耗,提高运动装置100整体的使用寿命。气隙能够辅助实现对支撑机构2较好的导向功能,使得支撑机构2的运动精度达到亚微米级别。由于气浮件52和磁性件53为本领域比较常见的结构件,本实施例不再展开介绍。

作为优选方案,如图1所示,总驱动机构包括第一驱动机构3,第一驱动机构3分别连接基座1和支撑机构2的固定结构21,且用于驱动支撑机构2相对基座1沿x方向运动。为了实现支撑机构2相对于基座1沿x方向的运动,如图1所示,第一驱动机构3包括第一本体31和第一输出端32,第一输出端32能相对第一本体31沿x方向伸出或缩回,第一本体31设置在基座1上,第一输出端32设置在支撑机构2上,第一输出端32相对于第一本体31沿x方向运动,从而能够实现支撑机构2相对于基座1沿x方向的运动。在其他实施例中,还可以是第一输出端32设置在基座1上,第一本体31设置在支撑机构2上,第一输出端32相对于第一本体31沿x方向运动,从而能够实现支撑机构2相对于基座1沿x方向的运动。

本实施例中涉及的驱动机构或驱动件,均包括本体和输出端,而这一结构特征属于本领域的常规知识。故之后涉及的驱动机构或驱动件对这部分不再赘述。

如图1所示,本实施例的第一驱动机构3优选为仅在支撑机构2沿x方向延伸的一侧边的中间位置设置一个,能够使得第一驱动机构3的数量少且占用空间小,从而能够达到运动装置100的结构简单且占用空间较小的效果。可选地,第一驱动机构3也可以设置在支撑机构2沿y方向延伸的一侧边。在其他实施例中,第一驱动机构3可以为多个,多个第一驱动机构3能够沿支撑机构2的x方向延伸的侧边均匀排布,或者多个第一驱动机构3能够沿支撑机构2的y方向延伸的侧边均匀排布,相比一个第一驱动机构3能够提供更大的推动力,能够实现支撑机构2相对基座1运动的较好驱动。

如图1所示,第一驱动机构3沿支撑机构2的外周侧设置,由于支撑机构2的面积较大,将第一驱动机构3沿支撑机构2的外周侧设置,方便第一驱动机构3与支撑机构2的快速安装,提高运动装置100的组装效率,降低操作者的组装难度。

具体而言,本实施例的第一驱动机构3可以为音圈电机,音圈电机能够实现对支撑机构2沿x方向驱动的快速响应,提高支撑机构2沿x方向的运动精度。

为了实现对支撑机构2在x方向位置的检测以及方便后续进行支撑机构2沿x方向位置误差的补偿,如图1所示,运动装置100还包括第一位置检测机构6和第一控制器,第一位置检测机构6设置在基座1上,第一位置检测机构6能够检测支撑机构2相对基座1沿x方向的位置,第一控制器分别与第一位置检测机构6以及第一驱动机构3电连接,第一控制器结合第一位置检测机构6反馈的支撑机构2沿x方向的位置并结合支撑机构2在第一控制器中存入的预设位置,第一控制器能控制第一驱动机构3带动支撑机构2相对基座1沿x方向运动,实现对支撑机构2在x方向位置的调整。示例性的,第一控制器可以是集中式或分布式的第一控制器,比如,第一控制器可以是一个单独的单片机,也可以是分布的多块单片机构成,单片机中可以运行控制程序,进而驱动第一驱动机构3进行相应动作,以实现支撑机构2在x方向位置的调整。

具体而言,第一位置检测机构6设置在基座1上,第一位置检测机构6与支撑机构2沿y方向延伸的一侧边间隔相对,通过第一位置检测机构6捕捉与其相对的支撑机构2沿y方向延伸的一侧边之间的距离,能够实现对支撑机构2在x方向上位置的检测。示例性的,第一位置检测机构6可以为电容传感器,电容传感器结构简单且动态响应好,能够提高整个运动装置100的相应速度。其中,第一位置检测机构6的数量可以为一个,结构简单,方便安装。第一位置检测机构6的数量还可以为多个。

在其他实施例中,多个第一位置检测机构6沿y方向间隔设置,可配合多个第一驱动机构3沿支撑机构2的y方向延伸的侧边均匀排布的情况。多个第一位置检测机构6沿y方向间隔设置,能够检测支撑机构2沿y方向延伸的侧边不同区域在x方向上的位置,检测的位置信息反馈到第一控制器中,第一控制器再驱动支撑机构2使其沿y方向延伸的侧边不同区域对应的第一驱动机构3进行补偿微调,保证支撑机构2相对基座1沿x方向运动控制的精准性。

为了实现支撑机构2相对于基座1沿y方向的运动以及相对于基座1绕z轴方向的转动,如图1所示,总驱动机构还包括第二驱动机构4,第二驱动机构4分别连接基座1和支撑机构2,第二驱动机构4用于驱动支撑机构2相对基座1沿y方向运动和绕z轴方向转动。第二驱动机构4包括第一驱动件41和第二驱动件42,第一驱动件41和第二驱动件42均分别与基座1和支撑机构2相连接,第一驱动件41和第二驱动件42对称分布在支撑机构2的中心线的两侧,第一驱动件41和第二驱动件42设置为分别对支撑机构2施加沿y方向正向或反向的力。

具体而言,如图1所示,第一驱动件41包括第二本体411和第二输出端412,第二输出端412插接在第二本体411中,且第二输出端412能相对第二本体411沿y方向做往复运动。第二驱动件42包括第三本体421和第三输出端422,第三输出端422插接在第三本体421中,且第三输出端422能相对第三本体421沿y方向做往复运动。

如图1所示,当第一驱动件41与第二驱动件42对支撑机构2施加沿y方向相同的力时,即第二输出端412相对第二本体411伸出方向以及伸出长度(b方向,即图1的y正向)与第三输出端422相对第三本体421伸出方向以及伸出长度(a方向,即图1的y正向)相同时,第一驱动件41和第二驱动件42能够相配合实现驱动支撑机构2沿c方向(图1的y正向)的做直线运动。当然,若a方向和b方向同为图1的负向,那么c方向为图1的负向。

当第一驱动件41与第二驱动件42施加沿y方向相反的力时,第一驱动件41与第二驱动件42差动配合能够实现支撑机构2相对于基座1绕z轴的转动。具体而言,如图9所示,当第一驱动件41与第二驱动件42对支撑机构2施加沿y方向相反的力时,即第二输出端412相对第二本体411伸出方向以及伸出长度(a方向,即图1的y正向)与第三输出端422相对第三本体421伸出方向以及伸出长度(b方向,即图1的y负向)相反时,第一驱动件41和第二驱动件42能够相配合实现驱动支撑机构2沿c方向(图1的顺时针方向)绕z轴转动。当然,若a方向和b方向相反,a方向为图10中的y负向,b方向为图10中的y正向,那么c方向为图1的逆时针转动。

具体而言,本实施例的第一驱动件41以及第二驱动件42为音圈电机,能够实现对支撑机构2沿y方向和绕z轴旋转驱动的快速响应,提高支撑机构2沿y方向和绕z轴旋转的运动精度。

作为优选方案,第一驱动件41包括多个第一音圈电机,多个第一音圈电机沿x方向排布;第二驱动件42包括多个第二音圈电机,多个第二音圈电机沿x方向排布。多个第一音圈电机和多个第二音圈电机的数量相同,多个第一音圈电机和多个第二音圈电机对称分布在与y方向平行的支撑机构2的中心线的两侧,多个第一音圈电机和多个第二音圈电机能够为支撑机构2提供更大的驱动力。

本实施例提供的运动装置100包括基座1、支撑机构2、第一驱动机构3以及第二驱动机构4,支撑机构2与基座1沿z方向的相对位置不变,第一驱动机构3设置在基座1上且能驱动支撑机构2相对基座1沿x方向运动,第二驱动机构4设置在基座1上且能驱动支撑机构2相对基座1沿y方向运动或绕z轴转动。由于本实施例的第一驱动机构3以及第二驱动机构4均设置在在基座1上,在同一平面之内,相较于传统的x方向运动模块、y方向运动模块以及rz运动模块沿z方向依次罗列叠加的方案相比,本实施例的运动装置100的高度较低,能够有效提高运动装置的整体刚度、运动装置的体积小且能够带动负载进行的大行程的运动。

且支撑机构2中,活动结构29内设置于固定结构21之中,二者近似在一个平面上,降低了支撑机构2的高度,并进一步降低了运动装置100的高度,使其体积更小,整体高度更高,即能带动负载进行大行程运动,有同时提高了运动的精度。

如图1所示,运动装置100还包括设置在基座1上的第二位置检测机构7和第三位置检测机构8,第二位置检测机构7和第三位置检测机构8相配合以检测支撑机构2相对基座1沿y方向的位置或者支撑机构2绕z轴转动的角度。第二位置检测机构7和第三位置检测机构8均分别与支撑机构2沿y方向间隔分布,第二位置检测机构7和第三位置检测机构8沿x方向分布且对称分布在支撑机构2的与y方向平行的中心线两侧,第二位置检测机构7、第三位置检测机构8、第一驱动件41以及第二驱动件42均与第一控制器电连接。

如图11所示,l3为第二位置检测机构7和第三位置检测机构8检测到的到支撑机构2的初始位置沿y方向的距离,第二位置检测机构7能够检测其到支撑机构2的沿y方向的间距为l4,第三位置检测机构8能够检测到其到支撑机构2的沿y方向的间距为l6,l7为第二位置检测机构7和第三位置检测机构8沿x方向的直线距离;当l4和l6同时增大或者同时减小,则支撑机构2相对基座1沿y方向移动,第一控制器从而获得支撑机构2沿y方向的位置。此外,第一控制器结合支撑机构2沿y方向的位置并结合支撑机构2在第一控制器中存入的预设位置,第一控制器能控制第一驱动件41以及第二驱动件42驱动对支撑机构2相对基座1沿y方向运动,实现对支撑机构2在y方向位置的调整。在其他实施例中,运动装置100还可以包括第二控制器,第二控制器分别与第二位置检测机构7、第三位置检测机构8、第一驱动件41以及第二驱动件42电连接,第一控制器单独控制第一驱动机构3,第二控制器单独控制第二驱动机构4,能够实现对支撑机构2沿不同方向运动的精准且快速的控制。

如图11所示,当支撑机构2相对基座1转动,l4和l6中的一个变大,l4和l6中的另一个变小,则第一控制器能够判定支撑机构2相对基座1转动,由于支撑机构2相对基座1转动角度小,所以支撑机构2相对基座1的转动角度近似于图11中所示α,则支撑机构2在与第二位置检测机构7对应位置的位移l5=l3-l4,所以α=arctan(l5/0.5*l7),从而可以获得支撑机构2的转动角度。当然,在其他实施例中,第二位置检测机构7和第三位置检测机构8还可以不以支撑机构2的与y方向平行的中心线对称分布,但是在计算α时,算法需要进行调整。

具体而言,第二位置检测机构7以及第三位置检测机构8为电容传感器,电容传感器结构简单且动态响应好,能够提高整个运动装置100的相应速度。

如图2所示,支撑机构2还包括第一电容传感器26,第一电容传感器26检测活动结构29相对回形框结构的固定结构21沿y方向的位置。具体而言,第一电容传感器26设置在回形框结构的固定结构21上沿x方向侧边的中间位置且与第一压电致动器组件24间隔相对,第一电容传感器26与活动结构29沿y方向排布,第一电容传感器26能够检测活动结构29相对其沿y方向的距离。

如图2所示,支撑机构2还包括第二电容传感器27和第三电容传感器28,第二电容传感器27和第三电容传感器28相配合以检测活动结构29沿x方向的位置及绕z轴转动的角度。第二电容传感器27和第三电容传感器28均在回形框结构的固定结构21上沿y方向的侧边分布,第二电容传感器27和第三电容传感器28沿y方向分布且对称分布在活动结构29的与x方向平行的中心线的两侧,且位于固定结构21的与两个第二压电致动器组25相对的侧边上。其中,第二电容传感器27和第三电容传感器28相配合以检测活动结构29沿x方向的位置及绕z轴转动的角度的原理与第二位置检测机构7和第三位置检测机构8基本形同,本文不再赘述。

具体而言,第二电容传感器27和第三电容传感器28为电容传感器,电容传感器结构简单且动态响应好,能够提高整个运动装置100的相应速度。

现结合图1~图5对该运动装置100的工作原理进行说明:

首先,利用第一驱动机构3、第一驱动件41以及第二驱动件42实现支撑机构2与基座1位置的粗调(即实现运动装置100对产品的粗调动作):如图1所示,当第一驱动机构3工作时,第一驱动机构3能够驱动支撑机构2相对基座1沿x方向运动;当第一驱动件41与第二驱动件42的输出端输出运动方向相同,第一驱动件41和第二驱动件42能够驱动支撑机构2相对于基座1沿y方向运动;当第一驱动件41与第二驱动件42的输出端输出运动方向相反,第一驱动件41与第二驱动件42能够驱动支撑机构2相对于基座1绕z轴转动。

其次,支撑机构2包括第一压电致动器组件24、第二压电致动器组件25、调整结构21、柔性机构23、固定结构21、活动结构29。其中:

第一压电致动器组件24对活动结构29提供沿y方向的驱动力,以及两个第二压电致动器组件25对活动结构29提供沿x方向和绕z轴方向转动的驱动力。

调整件221能将第二压电致动器输出端251输出的y方向的力转化为作用在活动结构29上的沿x方向的力,且可以使得:活动结构29沿x方向产生的位移量大于或小于第二压电致动器组件25输出端产生的位移量,从而改变活动结构29的位移距离及绕z轴转动角度,提高活动结构29的调整范围。

因为柔性机构的第一柔性边231和第二柔性边232的横截面均为条状,这种结构自带有弹性特性,柔性机构23的一端直接或间接连接活动结构29,一端直接连接固定结构21,实现了活动结构29与固定结构21通过柔性机构23的柔性连接,且活动结构29相对于固定结构21的运动无回差、无摩擦。相对于导轨的导向效果,本实施例的柔性机构23实现了对活动结构29相对于固定结构21的可达纳米级精度的导向。

第一压电致动器组件24、第二压电致动器组件25、调整结构21、柔性机构23之间的配合实现了活动结构29与固定结构21之间相对位置的微调(即实现运动装置100对产品的微动调节)。

两个压电致动器组件25的工作过程如下:

如图4和图5所示,当左侧第二压电致动器组件25通入一个电压v1,左侧第二压电致动器组件25能使活动结构29的左侧产生一个沿x向的位移x1,当右侧第二压电致动器组件25通入一个电压v2,右侧第二压电致动器组件25能使活动结构29右侧产生一个沿x向的位移x2。

如图4,如果产生的x1和x2同向,则有如下情况:

当v1=v2,则x1和x2同向且相等,活动结构29相对固定结构21沿x方向移动;

当v1<v2,则x1和x2同向,且x1<x2,活动结构29差动产生相对固定结构21的转动。若干x1和x2均沿x负向,则活动结构29相对固定结构21顺时针转动;若x1和x2均沿x正向,则活动结构29相对固定结构21逆时针转动;

当v1>v2,则x1和x2同向,且x1>x2,活动结构29差动产生相对固定结构21的转动。若干x1和x2均沿x负向,则活动结构29相对固定结构21逆时针转动;若x1和x2均沿x正向,则活动结构29相对固定结构21顺时针转动。

如图5所示,如果产生的x1和x2反向,则有如下情况:

若x1沿x负向,x2沿x正向,活动结构29差动产生相对固定结构21的转动,活动结构29相对固定结构21逆时针转动;

若x1沿x正向,x2沿x负向,活动结构29差动产生相对固定结构21的转动,活动结构29相对固定结构21顺时针转动。

实施例二

本实施例提供的运动装置100的结构与实施一提供的运动装置100的结构基本相同,两者的主要区别在于:

如图12所示,两个第二压电致动器组件25均设置在固定回形框沿y轴方向的侧边上;两个第二压电致动器组件25的输出端均能够输出沿x方向的运动,柔性机构23均分别直接连接活动结构29和固定结构21(连接方式同实施例一中第二柔性机构的连接方式),不再设置调整件。

两个第二压电致动器组件25的输出端分别直接作用在活动结构29上。左侧第二压电致动器组件25的输出端输出的位移量和其作用的活动结构29产生的位移量一致;右侧第二压电致动器组件25的输出端输出的位移量和其作用的活动结构29产生的位移量一致。

实施例一中,两个第二压电致动器组件25件间接对活动结构29施加沿x方向同向或反向的力。

实施例二中,两个第二压电致动器组件25直接对活动结构29施加沿x方向同向或反向的力。

当两个第二压电致动器组件25输出运动的方向相同时,则活动结构29相对固定结构21沿x方向运动。

当连个第二压电致动器组件25的输出端输出运动的方向相反时,则活动结构29相对固定结构21绕z轴转动。

本实施例两个第二压电致动器组件25的设置方式,相比实施例一的结构来说,不需要设置额外的运动转化结构,所以本实施例的运动装置100的结构简单,方便组装。

在其他实施例中,也可设置偶数个第二压电致动器组件25,偶数个第二压电致动器组件25对称分布在与x方向平行的活动结构29的中心线的两侧。偶数个第二压电致动器组件25直接对活动结构29作用,为活动结构29提供更大的驱动力。

此外,本实施例的第一压电致动器组件24设置为两个,两个第一压电致动器组件24对称分布在与y方向平行的中心线的两侧。两个第二压电致动器组件25和两个第一压电致动器组件24作用在活动结构29上时,活动结构29也反向作用在两个第二压电致动器组件25和两个第一压电致动器组件24上力,导致固定结构21发生弹性变形,导致活动结构29有一定回弹,由于两个第二压电致动器组件25和两个第一压电致动器组件24形成的四点布置,能够将每个接触点受到的反作用力降低,使得活动结构29的回弹小,保证活动结构29的稳定运行。

在其他实施例中,也可以设置多于两个的第一压电致动器组件24,多于两个的第一压电致动器组件24对称分布在活动结构29的与y方向平行的中心线的两侧。

注意,以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施方式的限制,上述实施方式和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内,本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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