CN106710637A

CN106710637A - 一种基于压电叠堆的微位移定位机构

Info

Publication number: CN106710637A
Application number: CN201611080692.0A
Authority: CN
Inventors: 王道智; 黄卫清; 孙梦馨; 卢倩
Original assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Current assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date: 2016-11-30
Filing date: 2016-11-30
Publication date: 2017-05-24

Abstract

本发明实施例公开了一种基于压电叠堆的微位移定位机构，涉及压电精密致动应用技术领域，能够提供一种基于压电叠堆的微位移定位机构，采用压电叠堆作为主要驱动元件，通过合理布置位移放大机构的位置，利用三角放大机构实现叠层压电陶瓷的位移放大输出，使得该微位移定位机构可输出较大的位移，精度高，稳定性好。本发明包括：微位移定位机构基体、底板；其特征在于，所述微位移定位机构基体包括位移放大机构、工作台和环形框架，通过螺钉固定环形框架与位移放大机构的连接处，所述位移放大机构与所述工作台和所述环形框架通过柔性铰链连接，所述环形框架的厚度略大于所述位移放大机构和所述工作台的厚度。本发明适用于能够在光波导器件连接并封装过程中，提高精度和效率。

Description

一种基于压电叠堆的微位移定位机构

技术领域

本发明涉及压电精密致动应用技术领域，尤其涉及一种基于压电叠堆的微位移定位机构。

背景技术

在光通信技术的进步和广泛应用过程中，对系统的集成化需求推动集成光学不断发展，产生了众多功能多样的光路集成元件——光波导。除了集成化后带来空间体积大大缩减到优势外，光波导同时提高了光路对环境的抗干扰能力，且容易实现大批量生产。因此，光波导技术的发展水平关乎光通信产业等国民经济重要领域的发展。

典型的光波导器件有阵列波导光栅、梳状滤波器、光分支耦合器、分波合波器、宽带耦合器、光隔离器以及光衰减器等，这些器件在光路中实现光耦合、分路、滤波、开关、调制、放大、波长变换和波分复用等基本功能。这些器件是如今光通信产业中的重要产品，成为光网络不可或缺的重要组成部分。除解决这些集成器件自身品质提升问题外，将光纤同这些光波导器件实现高质量连接并封装成为提高光网络发展的另一关键技术。

在光波导器件连接并封装过程中，现在主要需要解决的问题是如何提高精度和效率，这同时也是该技术发展的趋势。本设计的目的主要是解决高精度的要求，通过压电叠堆的直接作用，能够输出较大的力，同时经过位移放大机构能够输出合适的位移，整体结构设计简单，方便安装。

发明内容

本发明的目的：提供一种基于压电叠堆的微位移定位机构，采用压电叠堆作为主要驱动元件，通过合理布置位移放大机构的位置，利用三角放大机构实现叠层压电陶瓷的位移放大输出，使得该微位移定位机构可输出较大的位移，精度高，稳定性好。

本发明为解决上述技术问题，采用如下技术方案：

一种基于压电叠堆的微位移定位机构，包括：微位移定位机构基体、底板；其特征在于，所述微位移定位机构基体包括位移放大机构、工作台和环形框架，通过螺钉固定环形框架与位移放大机构的连接处，所述位移放大机构与所述工作台和所述环形框架通过柔性铰链连接，所述环形框架的厚度略大于所述位移放大机构和所述工作台的厚度。

进一步地，所述位移放大机构包括压电叠堆、三角放大框架、固定柔铰座、螺钉、可拆卸柔铰座，所述压电叠堆放置在所述固定柔铰座和所述可拆卸柔铰座之间，通过螺钉顶紧所述可拆卸柔铰座，实现对所述压电叠堆预紧力的施加，所述压电叠堆产生的位移通过所述三角放大框架放大和传递。

进一步地，所述位移放大机构包括三组，呈辐射状均匀分布于所述工作台四周。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

该微位移定位机构中的压电元件采用压电叠堆，输出位移及输出力都较大，定位精度较高，结构工作在非共振模式下，不易受环境因素干扰；

各部件结构简单，加工难度小，连接方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明的微位移定位机构的结构示意图；

图2为本发明的微位移定位机构基体部分的结构分解图；

图3为本发明的位移放大机构的结构分解图；

图4为本发明的位移放大机构的工作示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。下文中将详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本发明提供一种基于压电叠堆的微位移定位机构，如图1，本发明所述的微位移定位机构，由基体1、底板2组成。基体1通过螺钉与底板2固连在一起，螺钉固定的位置在环形框架与位移放大机构的连接处，防止工作时环形框架变形。

如图2所示为微位移定位机构基体部分的结构分解图，包括，位移放大机构11、工作台12和环形框架13。位移放大机构11与工作台12和环形框架13均通过柔性铰链连接。环形框架13的厚度略大于位移放大机构11和工作台12以保证后两者在工作时不会和底座发生接触。

如图3所示为位移放大机构的结构分解图，包括压电叠堆111、三角放大框架112、固定柔铰座113、螺钉114、可拆卸柔铰座115。压电叠堆111放置在固定柔铰座113和可拆卸柔铰座115之间，通过螺钉顶紧可拆卸柔铰座115实现对压电叠堆111预紧力的施加。压电叠堆111的产生的位移通过三角放大框架112放大和传递

如图4所示为位移放大机构的工作示意图，压电叠堆111没加电压时位移放大机构的状态如a所示，加正向电压后压电叠堆111伸长，经过三角放大框架112后转化为横向的位移，如b所示。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种基于压电叠堆的微位移定位机构，包括：微位移定位机构基体、底板；其特征在于，所述微位移定位机构基体包括位移放大机构、工作台和环形框架，通过螺钉固定环形框架与位移放大机构的连接处，所述位移放大机构与所述工作台和所述环形框架通过柔性铰链连接，所述环形框架的厚度略大于所述位移放大机构和所述工作台的厚度。

2.根据权利要求1所述的一种基于压电叠堆的微位移定位机构，其特征在于，所述位移放大机构包括压电叠堆、三角放大框架、固定柔铰座、螺钉、可拆卸柔铰座，所述压电叠堆放置在所述固定柔铰座和所述可拆卸柔铰座之间，通过螺钉顶紧所述可拆卸柔铰座，实现对所述压电叠堆预紧力的施加，所述压电叠堆产生的位移通过所述三角放大框架放大和传递。

3.根据权利要求2所述的一种基于压电叠堆的微位移定位机构，其特征在于，所述位移放大机构包括三组，呈辐射状均匀分布于所述工作台四周。