叠堆(4) 一定电压，产生位移。这使得固定在上机构(3)的位移传感器(6)数值发生变化，此数值则为驱动器的步进距离，可根据电压调节自行确定。然后将箍位压电叠堆(9)上电，锁紧机构(10)将上机构(3)锁定在导轨(I)上，接着将箍位压电叠堆(2)下电，让锁紧机构(18)跟导轨(I)分开，然后将行程压电叠堆(4)下电，再将箍位压电叠堆(2)上电，让锁紧机构(18)跟导轨
(I)锁死。这样，上机构(3)则整体向一个方向移动了一个步进距离。然后用同样的方式移动下机构(15)，先将箍位压电叠堆(11)下电，让锁紧机构(12)跟导轨(I)松开，然后将行程压电叠堆(14)给予适当电压，让位移传感器(6)的读数重新回到初始读数，然后将箍位压电叠堆(11)上电，将锁定机构(12)跟导轨(I)锁定，接着将箍位压电叠堆(17)下电，让锁定机构(16)跟导轨(I)松开，然后将行程压电叠堆(14)下电，最后再将箍位压电叠堆(17)上电，将锁紧机构(16)重新锁定在导轨(I)上，则整个机构整体向一个方向步进了一个自定义的距离。
[0013]反向运动为如下过程。
[0014]正常状态箍位压电叠堆(2) (9) (17) (11)为上电状态，将上机构(3)和下机构
[15]固定在导轨(I)上，然后记录位移传感器(6)的数值，并将其定为原点。运动开始时先将箍位压电叠堆(2)下电，锁紧机构(18)和导轨(I)松开，然后给予行程压电叠堆(8)—定电压，产生位移。这使得固定在上机构(3)的位移传感器(6)数值发生变化，此数值则为驱动器的步进距离，可根据电压调节自行确定。然后将箍位压电叠堆(2)上电，锁紧机构(18)将上机构(3)锁定在导轨(I)上，接着将箍位压电叠堆(9)下电，让锁紧机构(10)跟导轨(I)分开，然后将行程压电叠堆(8)下电，再将箍位压电叠堆(9)上电，让锁紧机构(10)跟导轨
(I)锁死。这样，上机构(3)则整体向一个方向移动了一个步进距离。然后用同样的方式移动下机构(15)，先将箍位压电叠堆(17)下电，让锁紧机构(16)跟导轨(I)松开，然后将行程压电叠堆(13)给予适当电压，让位移传感器(6)的读数重新回到初始读数，然后将箍位压电叠堆(17)上电，将锁定机构(16)跟导轨(I)锁定，接着将箍位压电叠堆(11)下电，让锁定机构(12)跟导轨(I)松开，然后将行程压电叠堆(13)下电，最后再将箍位压电叠堆(11)上电，将锁紧机构(12)重新锁定在导轨(I)上，则整个机构整体向另一个方向步进了一个自定义的距离。
[0015]作为位移传感器时，测量的操作方式与上述方法相同，只要记录步进的次数，乘以每次的步长，便可以得出测量的数值。
[0016]以上所述仅为本发明优选实例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改，等同替换，改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种带位移传感功能步距可变的闭环微位移步进驱动装置，其特征在于:包括两组或两组以上，带有可以进行微距运动的元件，能够双向运动微位移步进机构单元，两组或两组以上双向运动微位移步进机构单元以同一运动轴向安装，两组或两组以上双向运动微位移步进机构单元之间存在一定的空间，用于安装位移传感器，且位移传感器的动端和静端分别安装在两组或两组以上双向运动微位移步进机构单元上，位移传感器的传感轴向与两组或两组以上双向运动微位移步进机构单元的运动轴向一致，运行时两组或两组以上双向运动微位移步进机构单元在运动中按照一定的动作顺序进行步进驱动，本装置除作为微位移步进驱动装置外还可以作为一种步进式分辨率可调的高精度位移传感器使用。2.根据权利要求1所述的带位移传感功能步距可变的闭环微位移步进驱动装置，其特征在于:所述的两组或两组以上，带有可以进行微距运动的元件，能够双向运动微位移步进机构单元，是指可以进行微距运动的元件作为执行元件，以薄壁柔性铰链进行位移传动的机构单元。3.根据权利要求1所述的带位移传感功能步距可变的闭环微位移步进驱动装置，其特征在于:所述的可以进行微距运动的元件，为压电叠堆，磁致伸缩器件，以及具有可控制微小位移特征的材料或机械结构，用于装置的位置固定，装置的行程位移，位移传感器安装误差的同轴性调节。4.根据权利要求1所述的带位移传感功能步距可变的闭环微位移步进驱动装置，其特征在于:所述的两组或两组以上机构单元之间存在一定的空间，是指两组或两组以上机构单元任意方向所构成的空间。5.根据权利要求1所述的带位移传感功能步距可变的闭环微位移步进驱动装置，其特征在于:所述的位移传感器为激光位移传感器，电容式位移传感器，光纤式位移传感器，光栅式位移传感器，容栅式位移传感器，电感调频式位移传感器，电感差动变压器式位移传感器，以及其他可根据位移状态产生物理量规则变化的传感设备。6.根据权利要求1所述的带位移传感功能步距可变的闭环微位移步进驱动装置，其特征在于:所述的且位移传感器的动端和静端分别安装在两组或两组以上双向运动微位移步进机构单元上，是指位移传感器的可动部分和固定部分，分别连接在两组微位移步进机构单元上，可在两组双向运动微位移步进机构单元上安装任意数量的位移传感器，且可以在两组以上双向运动微位移步进机构单元中的任意两组双向运动微位移步进机构单元上安装位移传感器。7.根据权利要求1所述的带位移传感功能步距可变的闭环微位移步进驱动装置，其特征在于:所述的位移传感器的传感轴向与两组或两组以上双向运动微位移步进机构单元的运动轴向一致，是指两组或两组以上双向运动微位移步进机构单元的运动轴向与位移传感器能够正确检测位移时候的方向一致。8.根据权利要求1所述的带位移传感功能步距可变的闭环微位移步进驱动装置，其特征在于:所述的运行时两组或两组以上双向运动微位移步进机构单元在运动中按照一定的动作顺序进行步进驱动，是指两组或两组以上双向运动微位移步进机构单元在运动中以单个双向运动微位移步进机构单元为运动单位，存在运动的先后顺序，且为运动为同向。9.根据权利要求1所述的带位移传感功能步距可变的闭环微位移步进驱动装置，其特征在于:所述的本装置除作为微位移步进驱动装置外还可以作为一种步进式分辨率可调的高精度位移传感器使用，是指本装置除提供带位移传感功能步距可变的闭环微位移步进驱动功能外，还提供测量物体位移状态，测量物体长度的功能。10.一种微纳米运动和检测机器，具备权利要求1?9任一项记载的带位移传感功能步距可变的闭环微位移步进驱动装置。
【专利摘要】本发明公开了一种自带位移传感功能的步进距离可变的高精度闭环微位移驱动装置，属于机电一体化领域。可以进行闭环的距离可变的定长步进，从而达到重复高精度定位的目的，无需昂贵的大行程位移传感器，就可以实现大行程精确运动。具有结构简单，体积小，定位和重复定位精度高，位移分辨率高，响应速度快，控制特性好，能耗低，无噪声，成本低等优点。
【IPC分类】H02N2/06, G01B21/02
【公开号】CN104953892
【申请号】CN201410115929
【发明人】项惠仲
【申请人】项惠仲
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2014年3月26日