专利名称：微位移放大装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种传动机构，尤其涉及一种微位移放大装置。
背景技术：
在微纳米技术的研究工作中，微纳米级控制及定位是微纳米技术的核心之
一，为微纳米技术在各个领域的应用提供技术基础，被认为是21世纪的核心技 术。在微机电系统(MEMS )领域，微纳米技术涉及到微驱动、微定位、微加工、 微装配等不同研究方向。由于目前现有的传统的位移;故大方式，如齿轮或杠杆 等;^文大机构，运动与力传递环节多、累积误差大、可靠性性差、非线性误差大、 精确度低，直接影响输出位移分辨率，限制了其在微米/纳米技术领域的实际应 用和拓展。
压电陶瓷以其优越的驱动性能在微位移驱动和精密定位领域得到广泛应 用，取得了较好的效果，但总体上看，压电陶瓷驱动器的位移一般小于几十微 米，对于需要在几百微米位移以上的行程驱动方面，就无法直接利用压电陶瓷 驱动器进行驱动，不能充分发挥压电陶瓷优越的驱动性能，限制了它的应用范 围。这就需要进一步改进，以对压电陶瓷的驱动位移做更大程度的放大，来满 足较大的运动行程的需要。
实用新型内容
针对现有技术的缺点，本实用新型的目的是提供一种具有较大的位移放大 倍数、误差小且结构紧凑的微位移放大装置。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案为 一种微位移放大装置，包括 基座、设于基座上的压电陶瓷驱动器及通过压电陶瓷驱动器驱动的位移放大机构，其中，该位移放大机构由若干驱动杆通过柔性铰链串联及并联连接而成， 且由该位移放大机构输出位移。
该位移放大机构包括顶杆、推杆、第一连杆、第二连杆、拉杆、输出杆及 连接各杆的柔性铰链结构，该顶杆由压电陶瓷驱动器驱动，推杆及第一连杆并 联后与顶杆串联，第二连杆与推杆串联，##与第一连杆串联，第二连杆与拉 杆并联后与输出位移的输出杆串联。
压电陶瓷驱动器与顶杆的一端相接触，顶杆的另 一端通过柔性铰链分别与 推杆及第一连杆的一端连接，推杆的另一端通过柔性铰链与第二连杆的一端连
接，第一连杆的另一端通过柔性铰链与拉杆的一端连接，第二连杆与拉杆的另 一端均通过柔性铰链与输出杆连接。
上述柔性铰链均为转动副柔性铰链。
位移放大机构的各驱动杆通过柔性铰链与基座相连为一体的整体式结构。 压电陶瓷驱动器安装在位移放大机构的基座上，并通过螺钉预紧。 与现有技术相比，本实用新型通过若干驱动杆多级的串联及并联连接的多 级放大结构，采用了差动放大原理，实现较大的位移放大倍数，具有较大的行 程，又因为驱动杆均采用柔性铰链的连接结构，使得各驱动杆之间无摩擦，无 间隙，故位移放大机构在增大位移放大倍数同时，能尽可能的将误差降低。
另外，本实用新型还利用位移放大机构的各驱动杆通过柔性铰链与基座相 连为一体的整体式结构，使位移放大机构可由一块材料加工而成，使得位移放 大机构结构紧凑，无需装配，从而避免了装配时产生的误差。
图l为本实用新型微位移放大装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。如图1所示的一种微位移放大装置，包括基座1、设于基座1上的压电陶瓷 驱动器2及通过压电陶资驱动器2驱动的位移放大机构，其中，该位移放大机 构由若干驱动杆通过柔性《交链串联及并联连接而成，且由该位移放大机构输出 位移。
位移放大机构的各驱动杆通过柔性铰链与基座1相连为一体的整体式结构，
压电陶瓷驱动器2安装在基座1上并可通过螺钉17适当预紧。
该位移放大机构包括顶杆3、推杆6、第一连杆8、第二连杆14、拉杆IO、 输出杆16及连接各杆的柔性铰链结构，该顶杆3由压电陶资驱动器2驱动，推 杆6及第一连杆8并联后与顶杆3串联，第二连杆14与推杆6串联，拉杆IO 与第一连杆8串联，第二连杆14与拉杆10并联后与输出位移的输出杆16串联。 压电陶瓷驱动器2与顶杆3的一端相接触，顶杆3的另一端分别通过柔性 铰链5、 4与推杆6及第一连杆8的一端连接，推杆6的另一端通过柔性铰链13 与第二连杆14的一端连接，第一连杆8的另一端通过柔性铰链9与拉杆10的 一端连接，第二连杆14与拉杆10的另一端均通过柔性铰链15、 11与输出杆16 连接。
在本实施例中，上述各柔性铰链均为转动副柔性铰链。
该微位移放大装置工作时，微位移放大机构通过压电陶覺驱动器2驱动顶 杆3，顶杆3经过柔性铰链5、 4把位移分别传给推杆6和第一连杆8。第一连杆 8与柔性铰链4、 7组合使得位移放大，并带动柔性铰链9、拟干IO、柔性铰链 11向下运动，运动方向刚好和压电陶乾驱动器2的位移方向相反；柔性4交链12、 13和第二连杆14的组合使得推杆6的位移得到放大，并带动柔性4交链15向上 运动，运动方向和压电陶瓷驱动器2的位移方向相同。因为柔性铰链ll的运动 方向与压电陶瓷驱动器2运动方向相反，即向下运动，柔性铰链15的运动方向 与压电陶瓷驱动器2运动方向相同，即向上运动，故使得输出杆16的输出端能 输出更大的位移。
本实用新型的整体式微位移放大机构在使用时，可以将基座l夹紧或固定， 总的位移输出由输出杆16上的末端输出。
权利要求1、一种微位移放大装置，包括基座(1)、设于基座(1)上的压电陶瓷驱动器(2)及通过压电陶瓷驱动器(2)驱动的位移放大机构，其特征在于该位移放大机构由若干驱动杆通过柔性铰链串联及并联连接而成，且由该位移放大机构输出位移。
2、 根据权利要求1所述的微位移放大装置，其特征在于该位移放大机构 包括顶杆(3 )、推杆(6 )、第一连杆(8 )、第二连杆(14 )、拉杆(10 )、输出 杆(16)及连接各杆的柔性铰链结构，该顶杆(3)由压电陶瓷驱动器(2)驱 动，推杆(6)及第一连杆(8)并联后与顶杆(3)串联，第二连杆(14)与推 杆(6 )串联，拉杆(10 )与第一连杆(8 )串联，第二连杆(14 )与拉杆(10 ) 并联后与输出位移的输出杆(16)串联。
3、 根据权利要求2所述的微位移放大装置，其特征在于压电陶瓷驱动器 (2)与顶杆(3)的一端相接触，顶杆(3)的另一端分别通过柔性铰链(5)、 (4)与推杆(6)及第一连杆(8)的一端连接，推杆(6)的另一端通过柔性铰链(13)与第二连杆(14)的一端连接，第一连杆(8)的另一端通过柔性铰 链(9)与拉杆(10)的一端连接，第二连杆(14)与^i^干(10)的另一端均通 过柔性铰链(15 )、 ( 11)与输出杆(16 )连接。
4、 根据权利要求1或2或3所述的微位移放大装置，其特征在于所述柔 性铰链均为转动副柔性铰链。
5、 根据权利要求1所述的微位移放大装置，其特征在于位移放大机构的 各驱动杆通过柔性铰链与基座(1)相连为一体的整体式结构。
6、 根据权利要求5所述的微位移放大装置，其特征在于压电陶瓷驱动器 (2 )安装在基座(1)上，并通过螺钉(l7 )预紧。
专利摘要本实用新型公开了一种用于精密定位及微驱动领域的微位移放大装置，包括基座、设于基座上的压电陶瓷驱动器及通过压电陶瓷驱动器驱动的位移放大机构，其中，该位移放大机构由若干驱动杆通过柔性铰链串联及并联连接而成，且由该位移放大机构输出位移。该微位移放大装置具有较大的位移放大倍数、误差小且结构紧凑。
文档编号B41J2/045GK201153129SQ20082004248
公开日2008年11月19日 申请日期2008年1月4日 优先权日2008年1月4日
发明者可欣荣, 张建瓴, 张铁民, 洪添胜, 陈万银 申请人:华南农业大学