压电驱动的八绞同轴微位移放大机构

摘要

本实用新型公开了一种压电驱动的八绞同轴微位移放大机构，机构包括：支撑杆、支撑底座、双铰链固定盖、压电杆、压电杆连接架、支撑侧座连接架、支撑侧座、柔性铰链、单边铰链安装盖九部分结构，它使用压电陶瓷为作动器，运动精度可为亚微米量级，运动范围可达到几十个微米。本实用新型的主要优点为：1.使用柔性铰链，整个装置没有摩擦，无需润滑；2.它使用压电陶瓷为作动器，运动精度可为亚微米量级，运动范围可达到几十个微米，并可以提供较大的推力；3.八绞同轴机构可以消除压电陶瓷所不能承受的剪切力；4.微位移放大比例可以调节，通过改变铰链轴线之间的位置关系调节微位移放大比例。

主权项

一种压电驱动的八绞同轴微位移放大机构，机构包括：支撑杆(1)、支撑底座(2)、双铰链固定盖(3)、压电杆(4)、压电杆连接架(5)、支撑侧座连接架(6)、支撑侧座(7)、柔性铰链(8)、单边铰链安装盖(9)；其特征在于：所述的支撑杆(1)主体形状为一块矩形合金块，矩形块的宽度为柔性铰链(8)的整体长度，在矩形块的前表面开有一个梯形通槽，两个劣弧通槽，梯形槽下底与前表面下底边重合，且关于前表面竖直轴线对称，劣弧槽位于前表面左右两边线上，圆心位于前平面的水平对称轴上，圆弧半径大小等于柔性铰链(8)的半径，圆弧半径尺寸精度为H7，圆心相距左右边线各0.25mm；在矩形块上表面，左右两端各开有一个对称的U型槽，宽度方向开槽后剩余两边线的长度均等于柔性铰链(8)两端的宽度，U型用于装配铰链时防止干涉，中心处开有一个矩形通槽进行轻量化；矩形块左右表面各开有四个螺纹孔；所述的支撑底座(2)结构下端为开有四个螺纹孔的安装底台，为提高底台下底面的面形精度，下底面中心处开一个开口向下的2mm厚的U型槽，上端为两个凸起的矩形块，两个矩形块中心距离比整个柔性铰链(8)的宽度大2mm，每个矩形块上端开一个劣弧槽，两个槽同轴布置，圆弧半径大小等于柔性铰链(8)的半径，圆弧半径尺寸精度为H7，圆心高出上边线0.25mm，每个矩形块上表面两端各开有两个螺纹孔；所述的机构双铰链固定盖(3)结构的上端为一块中空的矩形板，下端两侧为两个凸出的梯形块，两个梯形块中心距离比整个柔性铰链(8)的宽度大2mm，每个梯形块下底边开有一个劣弧槽，两个槽同轴布置，圆弧半径大小等于柔性铰链(8)的半径，圆弧半径尺寸精度为H7，圆心低于下底边线0.25mm，梯形块两个下底角进行倒角处理，每个圆弧槽的两端各开有两个反向的沉头孔；所述的压电杆连接架(5)与支撑侧座连接架(6)结构上均为带有底盘的螺纹杆，底盘上分别开有四个腰孔；所述的支撑侧座(7)结构的下端为中心开有一个螺纹孔的矩形板，上端为两个凸出的梯形块，上底边为长边，两个梯形块中心距离比整个柔性铰链(8)的宽度大2mm，每个梯形块上底边开有一个劣弧槽，两个槽同轴布置，圆弧半径大小等于柔性铰链(8)的半径，圆弧半径尺寸精度为H7，圆心高于上底边线0.25mm，梯形块两个上底角进行倒角处理，每个梯形块上表面圆弧槽两端各开有两个螺纹孔；所述的单边铰链安装盖(9)整体结构为一个梯形块，梯形块两个下底角进行倒角处理，且在下底边开有劣弧槽，圆弧半径大小等于柔性铰链(8)的半径，圆弧半径尺寸精度为H7，圆心低于下底面0.25mm，劣弧槽宽度等于柔性铰链(8)两端的宽度，劣弧槽的两端各开有一个沉头孔；支撑底座(2)通过螺钉固定在底板上，双铰链固定盖(3)通过螺钉与支撑底座(2)或支撑侧座(7)连接，用于固定两个柔性铰链(8)的中段，支撑杆(1)两端分别与两个单边铰链安装盖(9)螺纹连接，用于固定柔性铰链(8)的两端，压电杆(4)一端通过自身的螺纹杆与支撑侧座(7)连接，另一端的通过内螺纹与压电杆连接架(5)相连接，支撑侧座连接架(6)与另一端的支撑侧座(7)螺纹连接，两个连接架的底盘通过螺栓连接，从而将整个压电杆(4)与两端的支撑侧座(7)连接起来；在机构中，四根支撑杆(1)，支撑杆两端劣弧槽圆心位置分别置于柔性铰链(8)轴线投影点位置；八个柔性铰链(8)，两两同轴线布置并保持2mm的安全距离，四个轴线的投影点组成菱形的四个顶点。