两转动一平动大行程无耦合大中空并联压电微动平台.pdf

《两转动一平动大行程无耦合大中空并联压电微动平台.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《两转动一平动大行程无耦合大中空并联压电微动平台.pdf（17页完成版）》请在专利查询网上搜索。

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910092010.5 (22)申请日 2019.01.30 (71)申请人 宁波大学 地址 315211 浙江省宁波市江北区风华路 818号宁波大学机械工程与力学学院 (72)发明人 崔玉国万光继娄军强杨依领 (74)专利代理机构 宁波市天晟知识产权代理有 限公司 33219 代理人 王美荣黄晓凡 (51)Int.Cl. B81C 99/00(2010.01) (54)发明名称 两转动一平动大行程无耦合大中空并联压 电微动平台 (57)摘要 本发明公开了两转动一平动大行程。

2、无耦合 大中空并联压电微动平台， 包括用作承载物体的 动台面， 动台面间隙设有底座， 底座设有呈矩形 顺次分布的第一驱动单元、 第二驱动单元、 第三 驱动单元和第四驱动单元； 第一驱动单元、 第二 驱动单元、 第三驱动单元和第四驱动单元独立伸 缩且设于动台面下， 第一驱动单元与第二驱动单 元之间设有正对动台面的第一位移传感器， 第三 驱动单元与第四驱动单元之间设有正对动台面 的第二位移传感器， 第一驱动单元与第四驱动单 元之间设有正对动台面的第三位移传感器。 本发 明能完成动台面沿着z轴升降， 以及沿着x轴和y 轴倾斜转动。 本发明的优点是结构简单紧凑、 工 作台面大、 无位移耦合、 固有频率。

3、高、 便于集成电 容式位移传感器。 权利要求书2页 说明书7页 附图7页 CN 109879244 A 2019.06.14 CN 109879244 A 1.两转动一平动大行程无耦合大中空并联压电微动平台， 包括用作承载物体的动台面 (5)， 所述的动台面(5)间隙设有底座(1)， 其特征是： 所述的底座(1)设有呈矩形顺次分布的 第一驱动单元(21)、 第二驱动单元(22)、 第三驱动单元(23)和第四驱动单元(24)； 所述的第 一驱动单元(21)、 第二驱动单元(22)、 第三驱动单元(23)和第四驱动单元(24)独立伸缩且 设于所述的动台面(5)下， 所述的第一驱动单元(21)与第二。

4、驱动单元(22)之间设有正对所 述的动台面(5)的第一位移传感器(31)， 所述的第三驱动单元(23)与第四驱动单元(24)之 间设有正对所述的动台面(5)的第二位移传感器(32)， 所述的第一驱动单元(21)与第四驱 动单元(24)之间设有正对所述的动台面(5)的第三位移传感器(33)。 2.根据权利要求1所述的两转动一平动大行程无耦合大中空并联压电微动平台， 其特 征是： 所述的第一驱动单元(21)、 第二驱动单元(22)、 第三驱动单元(23)和第四驱动单元 (24)的结构相同， 包括压电执行器(43)， 以及一级桥式放大机构(41)和二级桥式放大机构 (42)， 所述的一级桥式放大机构。

5、(41)平行于所述的底座(1)， 所述的压电执行器(43)的两端 顶设于所述的一级桥式放大机构(41)内， 所述的二级桥式放大机构(42)套设于一级桥式放 大机构(41)的外围， 且所述的二级桥式放大机构(42)所在的平面垂直于所述的压电执行器 (43)的伸缩方向， 所述的二级桥式放大机构(42)螺固于所述的动台面(5)和所述的底座 (1)。 3.根据权利要求2所述的两转动一平动大行程无耦合大中空并联压电微动平台， 其特 征是： 所述的一级桥式放大机构(41)包括顶设于压电执行器(43)两端的第一刚性部(411) 和第二刚性部(412)， 以及间隙分设于所述的压电执行器(43)两侧的第三刚性部。

6、(413)和第 四刚性部(414)， 使所述的第一刚性部(411)、 第三刚性部(413)、 第二刚性部(412)和第四刚 性部(414)两两连接的第一柔性薄板(415)； 所述的二级桥式放大机构(42)包括螺固于所述 的第三刚性部(413)的第五刚性部(421)， 螺固于所述的第四刚性部(414)的第六刚性部 (422)， 螺固于所述的动台面(5)的第七刚性部(423)， 螺固于所述的底座(1)的第八刚性部 (424)； 使第五刚性部(421)、 第七刚性部(423)、 第六刚性部(422)和第八刚性部(424)两两 连接的第三柔性薄板(415)， 所述的一级桥式放大机构(41)和所述的二级。

7、桥式放大机构 (42)分别呈菱形。 4.根据权利要求3所述的两转动一平动大行程无耦合大中空并联压电微动平台， 其特 征是： 所述的一级桥式放大机构(41)设有使所述的第一刚性部(411)、 第三刚性部(413)、 第 二刚性部(412)和第四刚性部(414)两两连接的第二柔性薄板(416)， 所述的第二柔性薄板 (416)间隙设于压电执行器(43)和所述的第一柔性薄板(415)之间。 5.根据权利要求4所述的两转动一平动大行程无耦合大中空并联压电微动平台， 其特 征是： 所述的第七刚性部(423)正对所述的动台面(5)设有第一螺纹孔(611)， 所述的动台面 (5)设有与所述的第一螺纹孔(61。

8、1)相对应的第一沉孔(612)， 所述的第一沉孔(612)和第一 螺纹孔(611)螺固有第一螺钉(61)； 所述的第八刚性部(424)正对所述的底座(1)设有第四 螺纹孔(641)， 所述的底座(1)设有与所述的第四螺纹孔(641)相对应的第二沉孔(642)， 所 述的第二沉孔(642)和第四螺纹孔(641)螺固有第四螺钉(64)； 所述的第三刚性部(413)正 对所述的第五刚性部(421)设有第二螺纹孔(621)， 所述的第五刚性部(421)设有与所述的 第二螺纹孔(621)相对应的第一通孔(622)， 所述的第一通孔(622)和第二螺纹孔(621)螺固 有第二螺钉(62)； 所述的第四刚性。

9、部(414)正对所述的第六刚性部(422)设有第三螺纹孔 权利要求书 1/2 页 2 CN 109879244 A 2 (631)， 所述的第六刚性部(422)设有与所述的第三螺纹孔(631)相对应的第二通孔(62)， 所 述的第二通孔(62)和第三螺纹孔(631)螺固有第三螺钉(63)； 所述的第一刚性部(411)设有 连通压电执行器(43)的第六螺纹孔(661)， 所述的第六螺纹孔(661)内旋设有第六螺钉 (66)。 6.根据权利要求5所述的两转动一平动大行程无耦合大中空并联压电微动平台， 其特 征是： 所述的第一位移传感器(31)、 第二位移传感器(32)和第三位移传感器(33)的结构。

10、相 同， 包括螺固于所述的底座(1)的基座(3)以及螺固于所述的基座(3)上的传感器探头 (304)。 7.根据权利要求6所述的两转动一平动大行程无耦合大中空并联压电微动平台， 其特 征是： 所述的基座(3)包括螺固于所述的底座(1)的第一板体(301)， 平行设置于所述的第一 板体(301)和动台面(5)之间且螺固有传感器探头(304)的第二板体(303)， ， 连接于第一板 体(301)和第二板体(303)之间的一对柔性折叠梁(302)， 所述的第一板体(301)的中央设有 第七螺纹孔(671)， 所述的第七螺纹孔(671)内旋设有第七螺钉(67)， 所述的第七螺钉(67) 的末端顶设于所。

11、述的第二板体(303)。 8.根据权利要求7所述的两转动一平动大行程无耦合大中空并联压电微动平台， 其特 征是： 所述的第一板体(301)设有第三沉孔(652)， 所述的底座(1)设有与所述的第三沉孔 (652)相对应的第五螺纹孔(651)， 所述的第三沉孔(652)和第五螺纹孔(651)螺固有第五螺 钉(65)。 9.根据权利要求8所述的两转动一平动大行程无耦合大中空并联压电微动平台， 其特 征是： 所述的底座(1)设有与所述的第七螺纹孔(671)相对应的第三通孔(672)。 10.根据权利要求9所述的两转动一平动大行程无耦合大中空并联压电微动平台， 其特 征是： 所述的底座(1)的外围设有。

12、围挡(11)， 中央设有贯通底座(1)的管状体(12)， 所述的围 挡(11)和所述的管状体(12)间隙设于所述的动台面(5)的下方， 所述的动台面(5)设有与所 述的管状体(12)轮廓相适配的中空孔(51)； 一级桥式放大机构(41)、 二级桥式放大机构 (42)和底座(1)分别为一体成型结构。 权利要求书 2/2 页 3 CN 109879244 A 3 两转动一平动大行程无耦合大中空并联压电微动平台 技术领域 0001 本发明属于纳米定位技术领域， 涉及纳米定位系统中的微位移机构， 特别涉及两 转动一平动大行程无耦合大中空并联压电微动平台。 背景技术 0002 压电微动平台是一种通过压电。

13、执行器驱动可产生弹性变形的柔性机构来传递位 移与力的微位移机构。 由于它没有铰链和轴承， 所以不需要装配， 不存在传动间隙， 不产生 摩擦与磨损； 由于采用压电执行器驱动， 故其位移分辨率可达到纳米级， 响应时间可达到毫 秒级， 且刚度大、 体积小、 承载能力强。 因此， 它被广泛应用于精密加工与测试、 光纤对接、 微 零件装配、 细胞微操作等需要微/纳米定位的技术领域中。 如， 在精密及超精密加工中， 可实 现刀具的微进给或加工误差的补偿； 在精密测量中， 可实现传感器的微调节； 在扫描探针显 微镜中， 同微扫描探针相结合， 可实现对微结构形貌的测量； 在光纤对接中， 可实现直径为 几微米至。

14、十几微米的两光纤的精密对准； 在MEMS （微机电系统） 装配中， 同微夹钳相结合， 可 将微轴、 微齿轮装配成微部件； 在生物工程中， 同微冲击探针相结合， 可向细胞注入或从细 胞中提取相应成分。 0003 现有两转动 （绕x、 y轴旋转） 一平动 （沿z向移动） 并联压电微动平台大都基于 Stewart 并联平台结构， 通过三个或四个实现驱动功能的连杆将动平台和定平台相连接来 实现。 这种实现方式平台刚度高， 响应快， 但也存在以下不足： 由于连杆较长， 使动平台远离 定平台， 进而使平台结构庞大、 不紧凑； 由于未采用位移放大机构， 平台位移行程小； 绕一个 轴旋转时， 同时会产生绕另一。

15、个轴的耦合转角。 发明内容 0004 本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的现状， 而提供一种结构简单紧 凑、 位移行程大、 无位移耦合的的两转动一平动并联压电微动平台。 0005 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为： 两转动一平动大行程无耦合大中 空并联压电微动平台， 包括用作承载物体的动台面， 动台面间隙设有底座， 底座设有呈矩形 顺次分布的第一驱动单元、 第二驱动单元、 第三驱动单元和第四驱动单元； 第一驱动单元、 第二驱动单元、 第三驱动单元和第四驱动单元独立伸缩且设于动台面下， 第一驱动单元与 第二驱动单元之间设有正对动台面的第一位移传感器， 第三驱动单元与第四驱动单元之。

16、间 设有正对动台面的第二位移传感器， 第一驱动单元与第四驱动单元之间设有正对动台面的 第三位移传感器。 设垂直于动台面为z轴， 第二驱动单元到第一驱动单元为y轴， 第二驱动单 元到第三驱动单元为x轴。 0006 为优化上述技术方案， 采取的措施还包括： 上述的第一驱动单元、 第二驱动单元、 第三驱动单元和第四驱动单元这四个驱动单元 的结构相同， 包括压电执行器， 以及分别呈环状的一级桥式放大机构和二级桥式放大机构， 一级桥式放大机构平行于底座， 压电执行器的两端顶设于一级桥式放大机构内， 二级桥式 说明书 1/7 页 4 CN 109879244 A 4 放大机构套设于一级桥式放大机构的外围，。

17、 且二级桥式放大机构所在的平面垂直于压电执 行器的伸缩方向， 二级桥式放大机构螺固于动台面和底座。 二级桥式放大机构中的第三柔 性薄板使第七刚性部既能绕x轴旋转， 又能绕y轴旋转， 并且使第七刚性部在绕一个轴旋转 时， 不会产生绕另一个轴的耦合转角， 进而使动台面在绕一个轴旋转时， 不会产生绕另一个 轴的耦合转角。 当压电执行器通电伸长时， 一级桥式放大机构中的第三刚性部和第四刚性 部向压电执行器方向收缩， 二级桥式放大机构中的第五刚性部和第六刚性部向压电执行器 方向收缩， 从而使二级桥式放大机构中的第七刚性部向上位移， 继而使动台面抬升； 当压电 执行器断电后， 动台面恢复原位。 由一级桥式。

18、放大机构和二级桥式放大机构所构成的双桥 式放大机构能将压电执行器的输入位移放大10倍以上， 从而能极大地扩大动台面的位移行 程。 0007 上述的一级桥式放大机构包括顶设于压电执行器两端的第一刚性部和第二刚性 部， 以及间隙分设于压电执行器两侧的第三刚性部和第四刚性部， 使第一刚性部、 第三刚性 部、 第二刚性部和第四刚性部两两连接的第一柔性薄板； 二级桥式放大机构包括螺固于第 三刚性部的第五刚性部， 螺固于第四刚性部的第六刚性部， 螺固于动台面的第七刚性部， 螺 固于底座的第八刚性部； 使第五刚性部、 第七刚性部、 第六刚性部和第八刚性部两两连接的 第三柔性薄板， 一级桥式放大机构和的二级桥。

19、式放大机构分别呈菱形。 0008 上述的一级桥式放大机构设有使第一刚性部、 第三刚性部、 第二刚性部和第四刚 性部两两连接的第二柔性薄板， 第二柔性薄板间隙设于压电执行器和第一柔性薄板之间。 一级桥式放大机构中一对平行设置的第一柔性薄板、 第二柔性薄板同第三刚性部、 第 一刚性部构成单平行四连杆机构， 而位于第三刚性部另一侧的一对平行设置的第一柔性薄 板、 第二柔性薄板同第三刚性部、 第二刚性部也构成单平行四连杆机构， 这两个单平行四连 杆机构构成双平行四连杆机构； 同样， 位于第四刚性部两侧的第一柔性薄板、 第二柔性薄板 同第四刚性部、 第一刚性部、 第二刚性部也构成双平行四连杆机构， 在压。

20、电执行器受到电压 作用时， 上述的双平行四连杆机构能使第三刚性部和第四刚性部沿第二螺纹孔和第三螺纹 孔的轴线输出严格的平动位移， 从而使第七刚性部沿第一螺纹孔的轴线输出严格的平动位 移， 而不会产生寄生位移。 0009 二级桥式放大机构中的第三柔性薄板使第七刚性部既能绕x轴旋转， 又能绕y轴旋 转， 并且使第七刚性部在绕一个轴旋转时， 不会产生绕另一个轴的耦合转角， 进而使动台面 在绕一个轴旋转时， 不会产生绕另一个轴的耦合转角。 0010 上述的第七刚性部正对动台面设有第一螺纹孔， 动台面设有与第一螺纹孔相对应 的第一沉孔， 第一沉孔和第一螺纹孔螺固有第一螺钉； 第八刚性部正对底座设有第四螺。

21、纹 孔， 底座设有与第四螺纹孔相对应的第二沉孔， 第二沉孔和第四螺纹孔螺固有第四螺钉； 第 三刚性部正对第五刚性部设有第二螺纹孔， 第五刚性部设有与第二螺纹孔相对应的第一通 孔， 第一通孔和第二螺纹孔螺固有第二螺钉； 第四刚性部正对第六刚性部设有第三螺纹孔， 第六刚性部设有与第三螺纹孔相对应的第二通孔， 第二通孔和第三螺纹孔螺固有第三螺 钉； 第一刚性部设有连通压电执行器的第六螺纹孔， 第六螺纹孔内旋设有第六螺钉。 0011 上述的第一位移传感器、 第二位移传感器和第三位移传感器的结构相同， 包括螺 固于底座的基座， 以及螺固于基座上的传感器探头。 0012 上述的基座包括螺固于底座的第一板体。

22、， 平行设置于第一板体和动台面之间且螺 说明书 2/7 页 5 CN 109879244 A 5 固有传感器探头的第二板体， ， 连接于第一板体和第二板体之间的一对柔性折叠梁， 第一板 体的中央设有第七螺纹孔， 第七螺纹孔内旋设有第七螺钉， 第七螺钉的末端顶设于第二板 体。 通过第一位移传感器、 第二位移传感器和第三位移传感器便能获得动台面实现两转动 运动时的转角位移大小和一平动运动时的直线位移大小。 0013 上述的第一板体设有第三沉孔， 底座设有与第三沉孔相对应的第五螺纹孔， 第三 沉孔和第五螺纹孔螺固有第五螺钉。 0014 上述的底座设有与第七螺纹孔相对应的第三通孔。 0015 上述的底。

23、座的外围设有围挡， 中央设有贯通底座的管状体， 围挡和管状体间隙设 于动台面的下方， 所述的动台面设有与管状体轮廓相适配的中空孔； 一级桥式放大机构、 二 级桥式放大机构和底座分别为一体成型结构。 与现有技术相比， 本发明的两转动一平动大 行程无耦合大中空并联压电微动平台， 包括用作承载物体的动台面， 动台面间隙设有底座， 底座设有呈矩形顺次分布的第一驱动单元、 第二驱动单元、 第三驱动单元和第四驱动单元； 第一驱动单元、 第二驱动单元、 第三驱动单元和第四驱动单元独立伸缩且设于动台面下， 第 一驱动单元与第二驱动单元之间设有正对动台面的第一位移传感器， 第三驱动单元与第四 驱动单元之间设有正。

24、对动台面的第二位移传感器， 第一驱动单元与第四驱动单元之间设有 正对动台面的第三位移传感器。 通过协调控制第一驱动单元、 第二驱动单元、 第三驱动单元 和第四驱动单元的运动能实现动台面的两转动一平动， 与现有两转动一平动并联压电微动 台面相比， 本发明的优点是： 1) 相对于现有两转动一平动并联压电微动平台中用于连接动平台和定平台的连杆较 长， 使动平台远离定平台， 进而使平台结构庞大、 不紧凑， 本发明中驱动单元的输出方向垂 直于压电执行器的轴线， 压电执行器的轴线平行于动台面与底座底面， 动台面靠近底座底 面， 从而使平台整体结构简单紧凑。 0016 2) 驱动单元中的两级桥式放大机构能将。

25、压电执行器的输入位移放大10倍以上， 从而能极大地扩大动台面的位移行程。 0017 3) 一级桥式放大机构中一对平行设置的第一柔性薄板、 第二柔性薄板同第三刚 性部、 第一刚性部构成单平行四连杆机构， 而位于第三刚性部另一侧的一对平行设置的第 一柔性薄板、 第二柔性薄板同第三刚性部、 第二刚性部也构成单平行四连杆机构， 这两个单 平行四连杆机构构成双平行四连杆机构； 同样， 位于第四刚性部两侧的第一柔性薄板、 第二 柔性薄板同第四刚性部、 第一刚性部、 第二刚性部也构成双平行四连杆机构， 在压电执行器 受到电压作用时， 上述的双平行四连杆机构能使第三刚性部和第四刚性部沿第二螺纹孔和 第三螺纹孔。

26、的轴线输出严格的平动位移， 从而使第七刚性部沿第一螺纹孔的轴线输出严格 的平动位移， 而不会产生寄生位移。 0018 4) 二级桥式放大机构中的第三柔性薄板使第七刚性部既能绕x轴旋转， 又能绕y 轴旋转， 并且使第七刚性部在绕一个轴旋转时， 不会产生绕另一个轴的耦合转角， 进而使动 台面在绕一个轴旋转时， 不会产生绕另一个轴的耦合转角。 0019 5) 驱动单元整体结构紧凑， 使其能够设置于底座四角， 为底座集成位移传感器 （如电容式位移传感器） 预留出了足够的空间， 从而使位移传感器 （如电容式位移传感器） 的 集成易于实现。 0020 6) 驱动单元靠近底座的四角， 位移传感器靠近底座的围。

27、挡， 从而能使动台面及管 说明书 3/7 页 6 CN 109879244 A 6 状体具有大中空， 这不仅能显著减小动台面的质量， 大大提高平台的固有频率， 而且当平台 用作光学系统的调节机构时， 这种大中空孔可以作为大通光孔径。 附图说明 0021 图1是本发明的立体结构示意图； 图2是图1的分解示意图； 图3是图2中去除动台面和第一螺钉后的分解示意图； 图4是图3中第一驱动单元的立体结构示意图； 图5是图4的分解示意图； 图6是本发明第一位移传感器的立体结构示意图； 图7是图6的内部结构示意图； 图8是第一驱动单元和第三位移传感器与动台面和底座装配后的结构示意图； 图9是本发明一级桥式放。

28、大机构的立体结构示意图。 具体实施方式 0022 以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。 0023 图1至图9为本发明的结构示意图， 其中的附图标记为： 底座1、 围挡11、 管状体12、 第一驱动单元21、 第二驱动单元22、 第三驱动单元23、 第四驱动单元24、 基座3、 第一板体 301、 柔性折叠梁302、 第二板体303、 传感器探头304、 第一位移传感器31、 第二位移传感器 32、 第三位移传感器33、 一级桥式放大机构41、 二级桥式放大机构42、 压电执行器43、 第一刚 性部411、 第二刚性部412、 第三刚性部413、 第四刚性部414、 第一柔性薄板415。

29、、 第二柔性薄 板416、 第五刚性部421、 第六刚性部422、 第七刚性部423、 第八刚性部424、 第三柔性薄板 415、 动台面5、 中空孔51、 第一螺钉61、 第一螺纹孔611、 第一沉孔612、 第二螺钉62、 第二螺纹 孔621、 第一通孔622、 第三螺钉63、 第三螺纹孔631、 第二通孔632、 第四螺钉64、 第四螺纹孔 641、 第二沉孔642、 第五螺钉65、 第五螺纹孔651、 第三沉孔652、 第六螺钉66、 第六螺纹孔 661、 第七螺钉67、 第七螺纹孔671、 第三通孔672。 0024 图1至图9为本发明的结构示意图， 如图所示， 本发明的两转动一平动。

30、大行程无耦 合大中空并联压电微动平台， 包括用作承载物体的动台面5， 动台面5间隙设有底座1， 底座1 设有呈矩形顺次分布的第一驱动单元21、 第二驱动单元22、 第三驱动单元23和第四驱动单 元24； 第一驱动单元21、 第二驱动单元22、 第三驱动单元23和第四驱动单元24独立伸缩且设 于动台面5下， 第一驱动单元21与第二驱动单元22之间设有正对动台面5的第一位移传感器 31， 第三驱动单元23与第四驱动单元24之间设有正对动台面5的第二位移传感器32， 第一驱 动单元21与第四驱动单元24之间设有正对动台面5的第三位移传感器33。 第一驱动单元21、 第二驱动单元22、 第三驱动单元2。

31、3和第四驱动单元24用来产生垂直于动台面5的独立伸缩 运动； 第一位移传感器31、 第二位移传感器32和第三位移传感器33用来测量动台面5抬升的 位移量； 通过协调控制第一驱动器21、 第二驱动器22、 第三驱动器23、 第四驱动器24的运动 能实现动台面5的两平动一转动。 设垂直于动台面5为z轴， 第二驱动单元22到第一驱动单元 21为y轴， 第二驱动单元22到第三驱动单元23为x轴 实施例中， 如图4、 5所示， 第一驱动单元21、 第二驱动单元22、 第三驱动单元23和第四驱 说明书 4/7 页 7 CN 109879244 A 7 动单元24这四个驱动单元的结构相同， 包括压电执行器4。

32、3， 以及分别呈环状的一级桥式放 大机构41和二级桥式放大机构42， 一级桥式放大机构41平行于底座1， 压电执行器43的两端 顶设于一级桥式放大机构41内， 二级桥式放大机构42套设于一级桥式放大机构41的外围， 且二级桥式放大机构42所在的平面垂直于压电执行器43的伸缩方向， 二级桥式放大机构42 螺固于动台面5和底座1； 当压电执行器43通电伸长时， 一级桥式放大机构41中的第三刚性 部413和第四刚性部414向压电执行器43方向收缩， 二级桥式放大机构42中的第五刚性部 421和第六刚性部422向压电执行器43方向收缩， 从而使二级桥式放大机构42中的第七刚性 部423向上位移， 继而。

33、使动台面5抬升； 当压电执行器43断电后， 动台面5恢复原位。 由一级桥 式放大机构41和二级桥式放大机构42所构成的双桥式放大机构能将压电执行器43的输入 位移放大10倍以上， 从而能极大地扩大动台面5的位移行程。 0025 实施例中， 如图4、 5和图9所示， 一级桥式放大机构41包括顶设于压电执行器43两 端的第一刚性部411和第二刚性部412， 以及间隙分设于压电执行器43两侧的第三刚性部 413和第四刚性部414， 使第一刚性部411、 第三刚性部413、 第二刚性部412和第四刚性部414 两两连接的第一柔性薄板415； 二级桥式放大机构42包括螺固于第三刚性部413的第五刚性 部。

34、421， 螺固于第四刚性部414的第六刚性部422， 螺固于动台面5的第七刚性部423， 螺固于 底座1的第八刚性部424； 使第五刚性部421、 第七刚性部423、 第六刚性部422和第八刚性部 424两两连接的第三柔性薄板415， 一级桥式放大机构41和的二级桥式放大机构42分别呈菱 形。 当压电执行器43通电时， 压电执行器43能伸长， 撑开第一刚性部411和第二刚性部412， 通过第一柔性薄板415牵拉聚拢第三刚性部413和第四刚性部414， 第三刚性部413和第四刚 性部414又分别牵拉第五刚性部421和第六刚性部422， 继而通过第三柔性薄板415推动第七 刚性部423往动台面5方。

35、向抬升， 最终第七刚性部423推动动台面5抬升； 当压电执行器43断 电后， 第七刚性部423带动动台面5复位。 0026 设垂直于动台面5为z轴， 第二驱动单元22到第一驱动单元21为y轴， 第二驱动单元 22到第三驱动单元23为x轴， 二级桥式放大机构42中的第三柔性薄板425使第七刚性部423 既能绕x轴旋转， 又能绕y轴旋转， 并且使第七刚性部423在绕一个轴旋转时， 不会产生绕另 一个轴的耦合转角， 进而使动台面5在绕一个轴旋转时， 不会产生绕另一个轴的耦合转角。 0027 实施例中， 如图4、 5和图9所示， 一级桥式放大机构41设有使第一刚性部411、 第三 刚性部413、 第二。

36、刚性部412和第四刚性部414两两连接的第二柔性薄板416， 第二柔性薄板 416间隙设于压电执行器43和第一柔性薄板415之间； 一级桥式放大机构41中一对平行的第 一柔性薄板415和第二柔性薄板416同第三刚性部413、 第一刚性部411构成单平行四连杆机 构， 而位于第三刚性部413另一侧的一对平行的第一柔性薄板415和第二柔性薄板416同第 三刚性部413、 第二刚性部412也构成单平行四连杆机构， 这两个单平行四连杆机构构成双 平行四连杆机构； 同样， 位于第四刚性部414两侧的第一柔性薄板415和第二柔性薄板416同 第四刚性部414、 第一刚性部411、 第二刚性部412也构成双。

37、平行四连杆机构， 在驱动单元受 到电压作用时， 上述的双平行四连杆机构能使第三刚性部413和第四刚性部414沿第二螺纹 孔621和第三螺纹孔631的轴线输出严格的平动位移， 而不会产生寄生位移。 0028 实施例中， 如图4和图5所示， 第七刚性部423正对动台面5设有第一螺纹孔611， 如 图2所示， 动台面5设有与第一螺纹孔611相对应的第一沉孔612， 如图1、 2和图7所示， 第一沉 孔612和第一螺纹孔611螺固有第一螺钉61； 如图5所示， 第八刚性部424正对底座1设有第四 说明书 5/7 页 8 CN 109879244 A 8 螺纹孔641， 如图3所示， 底座1设有与第四螺。

38、纹孔641相对应的第二沉孔642， 如图3、 5和图8 所示， 第二沉孔642和第四螺纹孔641螺固有第四螺钉64； 如图9所示， 第三刚性部413正对第 五刚性部421设有第二螺纹孔621， 如图5所示， 第五刚性部421设有与第二螺纹孔621相对应 的第一通孔622， 如图4和图5所示， 第一通孔622和第二螺纹孔621螺固有第二螺钉62； 如图5 所示， 第四刚性部414正对第六刚性部422设有第三螺纹孔631， 第六刚性部422设有与第三 螺纹孔631相对应的第二通孔62， 第二通孔62和第三螺纹孔631螺固有第三螺钉63； 第一刚 性部411设有连通压电执行器43的第六螺纹孔661，。

39、 第六螺纹孔661内旋设有第六螺钉66。 0029 实施例中， 如图3、 6和图7所示， 第一位移传感器31、 第二位移传感器32和第三位移 传感器33的结构相同， 包括螺固于底座1的基座3， 以及螺固于基座3上的传感器探头304。 0030 实施例中， 如图3、 6和图7所示， 基座3包括螺固于底座1的第一板体301， 平行设置 于第一板体301和动台面5之间且螺固有传感器探头304的第二板体303， 连接于第一板体 301和第二板体303之间的一对柔性折叠梁302， 第一板体301的中央设有第七螺纹孔671， 第 七螺纹孔671内旋设有第七螺钉67， 第七螺钉67的末端顶设于第二板体303。

40、。 旋转第七螺钉 67能调整第一板体301和第二板体303之间的距离， 从而调整传感器探头304与动台面5之间 的距离。 通过第一位移传感器31、 第二位移传感器32和第三位移传感器33便能获得动台面5 实现两转动运动时的转角位移大小和一平动运动时的直线位移大小。 0031 实施例中， 如图7所示， 第一板体301设有第三沉孔652， 如图3所示， 底座1设有与第 三沉孔652相对应的第五螺纹孔651， 如图8所示， 第三沉孔652和第五螺纹孔651螺固有第五 螺钉65。 卸下第五螺钉65就能更换第一位移传感器31、 第二位移传感器32和第三位移传感 器33。 0032 实施例中， 如图8所示。

41、， 底座1设有与第七螺纹孔671相对应的第三通孔672。 将螺丝 刀探入第三通孔672就能调节第七螺钉67， 继而调整传感器探头304与动台面5之间的距离， 避免拆开平台。 0033 实施例中， 如图1和图2所示， 底座1的外围设有围挡11， 中央设有贯通底座1的管状 体12， 围挡11和管状体12间隙设于动台面5的下方， 所述的动台面5设有与管状体12轮廓相 适配的中空孔51。 围挡11和管状体12能防止灰尘进入平台内中空孔中空孔； 中空孔51不仅 能减小底座1及动台面5的质量， 而且当平台用作光学系统的调节机构是， 还能当作通光孔 径； 一级桥式放大机构41、 二级桥式放大机构42和底座1。

42、分别为一体成型结构。 本发明的工 作原理为： 设垂直于动台面5为z轴， 第二驱动单元22到第一驱动单元21为y轴， 第二驱动单元22到 第三驱动单元23为x轴； 则动台面5产生两转动一平动的运动过程如下： 若只给第二驱动单元22和第三驱动单元23施加相同的电压， 则第二驱动单元22和第三 驱动单元23抬升， 动台面5仅绕x轴产生转角设为正向转角， 而不会绕y轴产生耦合转角； 若 只给第一驱动单元21和第四驱动单元24施加相同的电压， 则第一驱动单元21和第四驱动单 元24抬升， 动台面5仅绕x轴产生反向转角， 而不会绕y轴产生耦合转角。 0034 若只给第一驱动单元21和第二驱动单元22施加相。

43、同的电压， 则第一驱动单元21和 第二驱动单元22抬升， 动台面5仅绕y轴产生转角设为正向转角， 而不会绕x轴产生耦合转 角； 若只给第三驱动单元23和第四驱动单元24施加相同的电压， 则第三驱动单元23和第四 驱动单元24抬升， 动台面5仅绕y轴产生反向转角， 而不会绕x轴产生耦合转角。 说明书 6/7 页 9 CN 109879244 A 9 0035 若对第一驱动单元21、 第二驱动单元22、 第三驱动单元23和第四驱动单元24同时 施加相同的电压， 则这四个驱动单元沿z向输出相同的位移， 与驱动单元连接的动台面5沿z 向输出严格的直线位移， 而不会产生耦合位移。 0036 本发明的最佳。

44、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。 说明书 7/7 页 10 CN 109879244 A 10 图1 说明书附图 1/7 页 11 CN 109879244 A 11 图2 说明书附图 2/7 页 12 CN 109879244 A 12 图3 说明书附图 3/7 页 13 CN 109879244 A 13 图4 说明书附图 4/7 页 14 CN 109879244 A 14 图5 说明书附图 5/7 页 15 CN 109879244 A 15 图6 图7 说明书附图 6/7 页 16 CN 109879244 A 16 图8 图9 说明书附图 7/7 页 17 CN 109879244 A 17 。