[0041] 以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
[0042] 图1至图7为本发明的结构示意图,如图所示,本发明的结构一体化原位驱动全位移复合放大式压电尺蠖直线平台,包括定平台1以及通过两条交叉滚柱导轨4滑动连接的动台面2,动台面2下方设有两条分别与交叉滚柱导轨4平行的挡条2c;两条挡条2c之间设有沿挡条2c的长度方向设置的第一钳位组12和第二钳位组13,第一钳位组12和第二钳位组13沿着垂直于挡条2c方向作伸缩运动,其伸缩端分别连有彼此呈镜像结构的驱动单元8,并组成第一驱动组5和第二驱动组6,驱动单元8沿着挡条2c的长度方向作伸缩运动;驱动单元8包括连于驱动单元8的伸缩端的夹持臂85,夹持臂85具有位移放大作用,夹持臂85能将驱动用压电执行器81产生的位移放大传递至夹持臂85的自由端,并通过夹持臂85对挡条2c进行释放和钳位,如图4所示,相邻的夹持臂85之间设有活动间隙1a;通过对第一钳位组12、第一驱动组5、第二钳位组13和第二驱动组6的时序控制使动台面2作尺蠖式行走和定位。第一钳位组12、第一驱动组5、第二钳位组13和第二驱动组6为任一类型的直线电机。
[0043] 优选的方案中,如图4、5和图6所示,第一钳位组12与第二钳位组13的结构相同,分别包括两个钳位单元7,钳位单元7包括呈菱形的钳位桥式放大单元72和释放用压电执行器71,释放用压电执行器71的伸缩方向与挡条2c的长度方向一致,释放用压电执行器71的伸缩端顶配于钳位桥式放大单元72内;
[0044] 优选的方案中,如图4、5所示,定平台1包括分设于第一钳位组12和第二钳位组13外围的基座1b,夹持臂85垂直于挡条2c,夹持臂85包括用于钳位挡条2c的第一端部85a,以及与第一端部85a位置相反的第二端部85b;驱动单元8包括连杆84、驱动用压电执行器81和第五刚性块83,连杆84具有位移放大作用,它能将钳位单元7产生的位移放大传递给驱动单元8;连杆84和驱动用压电执行器81分别垂直设于第二端部85b,驱动用压电执行器81的一端连于基座1b,另一端顶配于第五刚性块83;在第五刚性块83与第二端部85b之间、连杆84与基座1b之间、连杆84与第二端部85b之间,以及钳位桥式放大单元72与连杆84的中段之间分别连有柔性铰链86。
[0045] 优选的方案中,如图4、5和图6所示,第一端部85a与基座1b之间设有弹性件。
[0046] 优选的方案中,如图4、5和图6所示,弹性件为柔性折叠梁82,柔性折叠梁82与连杆84平行,柔性折叠梁82能保证夹持臂85的稳定,既不影响夹持臂85的移动,又能防止夹持臂
85上下翻动。
[0047] 优选的方案中,如图5和图6所示,钳位桥式放大单元72包括对向设于释放用压电执行器71伸缩端的第一刚性块72a和第二刚性块72b,设于释放用压电执行器71两侧的第三刚性块72c和第四刚性块72d;以及第一刚性块72a、第三刚性块72c、第二刚性块72b和第四刚性块72d之间顺次连接的柔性薄板72e;各柔性薄板72e呈菱形围设于释放用压电执行器71的周围;第一钳位组12和第二钳位组13内的相邻的第三刚性块72c为一体结构,第四刚性块72d通过柔性铰链86连于连杆84的中段。
[0048] 优选的方案中,如图3所示,定平台1包括连于第三刚性块72c的支架14,支架14设于第一钳位组12和第二钳位组13的下方。
[0049] 优选的方案中,如图2和图3所示,交叉滚柱导轨4包括动导轨42和定导轨41,动台面2设有顶配于动导轨42上端面的第一凸条2b;定平台1设有用于放置交叉滚柱导轨4的安装槽1c,安装槽1c内设有顶配于定导轨41下端面的第二凸条1d,安装槽1c的侧壁设有方便置入导轨预紧螺钉的侧孔1e;动导轨42的下端旋设有将动导轨42固定于动台面2的第三螺钉42a,定导轨41的上端旋设有将定导轨41固定于定平台1的第四螺钉41a,动台面2设有方便调节第四螺钉41a的通孔2a。
[0050] 优选的方案中,如图4和图5所示,基座1b、支架14、柔性折叠梁82、第五刚性块83、连杆84、夹持臂85、柔性铰链86和钳位桥式放大单元72为一体成型结构。
[0051] 当第二钳位组13在图8(a)所示时序的电压u(t)、第一驱动组5和第二驱动组6同时在图8(b) 所示时序的电压u(t)、第一钳位组12在图8(c)所示时序的电压u(t)作用下时,动台面2沿着从第一驱动组5到第二驱动组6的方向移动,在一个运动周期内动台面2沿着从第一驱动组5到第二驱动组6的方向移动两步,这两步的实现过程如下:
[0052] 1) 如图8(a)所示,给第二钳位组13中的释放用压电执行器71通电,第二钳位组13中的钳位桥式放大单元72变形,带动第二驱动组6中的连杆84沿着向第二钳位组13中的钳位桥式放大单元72的方向偏转,使第二驱动组6中的夹持臂85松开动台面2中的挡条2c;
[0053] 2) 当第二钳位组13中的释放用压电执行器71通电达到稳定状态(如t1时刻)时,如图8(b)所示,给第一驱动组5和第二驱动组6中的驱动用压电执行器81同时通电,第一驱动组5中的夹持臂85沿着向第二驱动组6中的夹持臂85的方向偏转而带动动台面2沿着从第一驱动组5到第二驱动组6的方向移动一步;同时,第二驱动组6中的夹持臂85沿着向第一驱动组5中的夹持臂85的方向偏转;
[0054] 3) 当第一驱动组5和第二驱动组6中的驱动用压电执行器81同时通电达到稳定状态(如t2时刻)时,如图8(a)所示,给第二钳位组13中的释放用压电执行器71断电,第二钳位组13中的钳位桥式放大单元72的变形被复原,通过第二驱动组6中的连杆84推动第二驱动组6中的夹持臂85,第二驱动组6中的夹持臂85钳住动台面2中的挡条2c;
[0055] 4) 当第二钳位组13中的释放用压电执行器71断电达到稳定状态(如t3时刻)时,如图8(c)所示,给第一钳位组12中的释放用压电执行器71通电,第一钳位组12中的钳位桥式放大单元72变形,带动第一驱动组5中的连杆84沿着向第一钳位组12中的钳位桥式放大单元72的方向偏转,使第一驱动组5中的夹持臂85松开动台面2中的挡条2c;
[0056] 5) 当第一钳位组12中的释放用压电执行器71通电达到稳定状态(如t4时刻)时,如图8(b)所示,给第一驱动组5和第二驱动组6中的驱动用压电执行器81同时断电,第一驱动组5中的夹持臂85的偏转被复原;同时,第二驱动组6中的夹持臂85的偏转也被复原,带动动台面2沿着从第一驱动组5到第二驱动组6的方向又移动一步;
[0057] 6) 当第一驱动组5和第二驱动组6中的驱动用压电执行器81同时断电达到稳定状态(如t5时刻)时,如图8(c)所示,给第一钳位组12中的释放用压电执行器71断电,第一钳位组12中的钳位桥式放大单元72的变形被复原,通过第一驱动组5中的连杆84推动第一驱动组5中的夹持臂85,第一驱动组5中的夹持臂85钳住动台面2中的挡条2c;
[0058] 当第一钳位组12中的释放用压电执行器71断电达到稳定状态(如t6时刻)时,开始下一个运动周期T,如此反复,动台面2便沿着从第一驱动组5到第二驱动组6的方向连续地输出直线位移。
[0059] 当第一钳位组12在图8(a)所示时序的电压u(t)、第一驱动组5和第二驱动组6同时在图8(b) 所示时序的电压u(t)、第二钳位组13在图8(c)所示时序的电压u(t)作用下时,动台面2沿着从第二驱动组6到第一驱动组5的方向移动,在一个运动周期内动台面2沿着从第二驱动组6到第一驱动组5的方向移动两步,这两步的实现过程如下:
[0060] 1) 如图8(a)所示,给第一钳位组12中的释放用压电执行器71通电,第一钳位组12中的钳位桥式放大单元72变形,带动第一驱动组5中的连杆84沿着向第一钳位组12中的钳位桥式放大单元72的方向偏转,使第一驱动组5中的夹持臂85松开动台面2中的挡条2c;
[0061] 2) 当第一钳位组12中的释放用压电执行器71通电达到稳定状态(如t1时刻)时,如图8(b)所示,给第一驱动组5和第二驱动组6中的驱动用压电执行器81同时通电,第一驱动组5中的夹持臂85沿着向第二驱动组6中的夹持臂85的方向偏转;同时,第二驱动组6中的夹持臂85沿着向第一驱动组5中的夹持臂85的方向偏转而带动动台面2沿着从第二驱动组6到第一驱动组5的方向移动一步;
[0062] 3) 当第一驱动组5和第二驱动组6中的驱动用压电执行器81同时通电达到稳定状态(如t2时刻)时,如图8(a)所示,给第一钳位组12中的释放用压电执行器71断电,第一钳位组12中的钳位桥式放大单元72的变形被复原,通过第一驱动组5中的连杆84推动第一驱动组5中的夹持臂85,第一驱动组5中的夹持臂85钳住动台面2中的挡条2c;
[0063] 4) 当第一钳位组12中的释放用压电执行器71断电达到稳定状态(如t3时刻)时,如图8(c)所示,给第二钳位组13中的释放用压电执行器71通电,第二钳位组13中的钳位桥式放大单元72变形,带动第二驱动组6中的连杆84沿着向第二钳位组13中的钳位桥式放大单元72的方向偏转,使第二驱动组6中的夹持臂85松开动台面2中的挡条2c;
[0064] 5) 当第二钳位组13中的释放用压电执行器71通电达到稳定状态(如t4时刻)时,如图8(b)所示,给第一驱动组5和第二驱动组6中的驱动用压电执行器81同时断电,第一驱动组5中的夹持臂85的偏转被复原,带动动台面2沿着从第二驱动组6到第一驱动组5的方向又移动一步;同时,第一驱动组5中的夹持臂85的偏转也被复原;
[0065] 6) 当第一驱动组5和第二驱动组6中的驱动用压电执行器81同时断电达到稳定状态(如t5时刻)时,如图8(c)所示,给第二钳位组13中的释放用压电执行器71断电,第二钳位组13中的钳位桥式放大单元72的变形被复原,通过第二驱动组6中的连杆84推动第二驱动组6中的夹持臂85,第二驱动组6中的夹持臂85钳住动台面2中的挡条2c;
[0066] 当第二钳位组13中的释放用压电执行器71断电达到稳定状态(如t6时刻)时,开始下一个运动周期T,如此反复,动台面2便沿着从第二驱动组6到第一驱动组5的方向连续地输出直线位移。
[0067] 本发明的最佳实施例已阐明,由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。