[0039] 以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
[0040] 图1至图10为本发明的结构示意图,如图所示,本发明的一种全位移放大式压电尺蠖直线平台,包括定平台1以及通过交叉滚柱导轨4滑动连接的动台面2,定平台1设有滑道1a,滑道1a内设有动子3,动子3包括沿滑道1a长度方向设置的第一框体31和第二框体32,第一框体31与第二框体32之间设有活动间隙3a,第一框体31固设于动台面2,第一框体31和第二框体32分别连有沿滑道1a长度方向伸缩的第一驱动单元5和第二驱动单元6;第一驱动单元5和第二驱动单元6之间牵连有桥接部8;定平台1设有夹持于第一框体31的第一钳位组
12,以及夹持于第二框体32的第二钳位组13,且第一钳位组12和第二钳位组13分别沿滑道
1a宽度方向伸缩设置;通过对第一钳位组12、第一驱动单元5、第二钳位组13和第二驱动单元6的时序控制使动子3和动台面2沿着滑道1a作尺蠖式行走和定位。第一钳位组12、第一驱动单元5、第二钳位组13和第二驱动单元6为任一类型的直线电机。
[0041] 如图4和图10所示,上述的第一钳位组12和第二钳位组13分别包括相邻镜像设置的钳位单元7,钳位单元7包括钳位桥式放大单元72和释放用压电执行器71,释放用压电执行器71的伸缩方向与滑道1a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;钳位桥式放大单元72的一侧连于定平台1,另一侧钳位于动子3;通电的释放用压电执行器71会伸长,继而使钳位桥式放大单元72变形收缩,使动子3释放,反之当释放用压电执行器71断电后,使钳位桥式放大单元72形状复原,使动子3钳位。
[0042] 如图7和图10所示,第一驱动单元5和第二驱动单元6为镜像结构,分别包括驱动桥式放大单元52和驱动用压电执行器51,驱动用压电执行器51的伸缩方向垂直于滑道1a的长度方向,驱动用压电执行器51的伸缩端顶配于驱动桥式放大单元52内;第一驱动单元5内的驱动桥式放大单元52分别连于第一框体31和桥接部8,第二驱动单元6内的驱动桥式放大单元52分别连于第二框体32和桥接部8。通电压的驱动用压电执行器51会伸长,继而使驱动桥式放大单元52变形收缩,拉动对应的桥接部8,继而使第一框体31的第一钳位组12彼此靠近;反之当驱动用压电执行器51断电后,驱动桥式放大单元52形状复原,推动对应的桥接部8,继而使第一框体31的第一钳位组12彼此推离。
[0043] 如图4、图5所示,上述的钳位桥式放大单元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之间顺次连接的钳位柔性薄板72e;各钳位柔性薄板72e呈菱形围设于释放用压电执行器71的周围;第一刚性块72a设有用于固定释放用压电执行器71的第一螺钉72f,第三刚性块72c连于定平台1;
[0044] 如图7和图8所示,驱动桥式放大单元52包括对向设于驱动用压电执行器51伸缩端的第五刚性块52a和第六刚性块52b,设于驱动用压电执行器51两侧的第七刚性块52c和第八刚性块52d;以及第五刚性块52a、第七刚性块52c、第六刚性块52b和第八刚性块52d之间顺次连的驱动柔性薄板52e,各驱动柔性薄板52e呈菱形围设于驱动用压电执行器51的周围;第五刚性块52a设有用于固定释放用压电执行器71的第二螺钉52f,第一驱动单元5内的第七刚性块52c连于第一框体31,第二驱动单元6内的第七刚性块52c连于第二框体32,第八刚性块52d连于桥接部8。
[0045] 如图4所示,上述的滑道1a的边缘设有用于设置第一钳位组12和第二钳位组13的第一通槽1b,动子3设有用于设置第一驱动单元5、桥接部8和第二驱动单元6的第二通槽3b;第一框体31、第二框体32、驱动桥式放大单元52和桥接部8为一体成型结构。
[0046] 如图7所示,上述的桥接部8与第一框体31之间,以及与第二框体32之间分别顺次连有一体成型的第一柔性铰链81、连杆82和第二柔性铰链83。
[0047] 上述的第一柔性铰链81、连杆82和第二柔性铰链83均垂直于滑道1a。
[0048] 如图9所示,上述的交叉滚柱导轨4包括动导轨42和定导轨41,如图4所示,动台面2设有顶配于动导轨42上端面的第一凸条2b;如图3所示,定平台1设有用于放置交叉滚柱导轨4的安装槽1c,如图4所示,安装槽1c内设有顶配于定导轨41下端面的第二凸条1d,如图1、2、3所示,安装槽1c的侧壁设有方便置入导轨预紧螺钉的侧孔1e;如图2和图3所示,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。
[0049] 上述的定平台1与钳位桥式放大单元72为一体成型结构。
[0050] 当第一钳位组12、第二驱动单元6、第二钳位组13分别在图11(a)、(b)、(c)所示时序的电压u(t)作用下时,动台面2沿着从第一框体31到第二框体32的方向移动,在一个运动周期内动台面2沿着从第一框体31到第二框体32的方向移动一步的实现过程如下:
[0051] 1)如图11(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,第一钳位组12松开动子3中的第一框体31;
[0052] 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11(b)所示,给第二驱动单元6中的驱动用压电执行器51通电,第二驱动单元6中的驱动桥式放大单元52变形,通过桥接部8带动动子3中的第一框体31向靠近动子3中的第二框体32的方向移动一步,进而由第一框体31带动动台面2向靠近第二框体32的方向移动一步;
[0053] 3)当第二驱动单元6中的驱动用压电执行器51通电达到稳定状态(如t2时刻)时,如图11(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,第一钳位组12钳住动子3中的第一框体31;
[0054] 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11(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,第二钳位组13开动子3中的第二框体32;
[0055] 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11(b)所示,给第二驱动单元6中的驱动用压电执行器51断电,第二驱动单元6中的驱动桥式放大单元52的变形复原,带动动子3中的第二框体32向离开动子3中的第一框体31的方向移动一步;
[0056] 6)当第二驱动单元6中的驱动用压电执行器51断电达到稳定状态(如t5时刻)时,如图11(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的变形复原,第二钳位组13钳住动子3中的第二框体32;
[0057] 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便沿着从第一框体31到第二框体32的方向连续地输出直线位移。
[0058] 当第二钳位组13、第一驱动单元5、第一钳位组12分别在图11(a)、(b)、(c)所示时序的电压u(t)作用下时,动台面2沿着从第二框体32到第一框体31的方向移动,在一个运动周期内动台面2沿着从第二框体32到第一框体31的方向移动一步的实现过程如下:
[0059] 1)如图11(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,第二钳位组13松开动子3中的第二框体32;
[0060] 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11(b)所示,给第一驱动单元5中的驱动用压电执行器51通电,第一驱动单元5中的驱动桥式放大单元52变形,通过桥接部8带动动子3中的第二框体32向靠近动子3中的第一框体31的方向移动一步;
[0061] 3)当第一驱动单元5中的驱动用压电执行器51通电达到稳定状态(如t2时刻)时,如图11(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复原,第二钳位组13钳住动子3中的第二框体32;
[0062] 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11(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,第一钳位组12开动子3中的第一框体31;
[0063] 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11(b)所示,给第一驱动单元5中的驱动用压电执行器51断电,第一驱动单元5中的驱动桥式放大单元52复原,带动动子3中的第一框体31向离开动子3中的第二框体32的方向移动一步,进而由第一框体31带动动台面2向离开第二框体32的方向移动一步;
[0064] 6)当第一驱动单元5中的驱动用压电执行器51断电达到稳定状态(如t5时刻)时,如图11(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复原,第一钳位组12钳住动子3中的第一框体31;
[0065] 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便沿着从第二框体32到第一框体31的方向连续地输出直线位移。
[0066] 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。