CN112838786A - 一种精密驱动与定位的直线电机 - Google Patents
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Abstract
一种精密驱动与定位的直线电机，包括运动平台C，运动平台C内部安装有电磁电机次级永磁体组B，在基板D上固定有电磁电机初级绕组A，电磁电机初级绕组A与运动平台C不连接，在运动平台C下面设有轨道Q，轨道Q安装在基板D上；运动平台C能在轨道Q上运动；其特征在于，在运动平台C侧面固定安装有压电驱动摩擦片E‑2；在压电驱动摩擦片E‑2外侧设有一个压电驱动机构PA，压电驱动器PA包括压电驱动器摩擦头E‑1，切变型多层压电驱动器F1A，厚度型多层压电驱动器F2A和支架UA；本发明与现有技术相比，能更有效、更精密地实现宏‑微‑纳运动；多级运动模式切换和多头复合驱动器运动的协调，运动平台的实时位置闭环反馈。
Description
技术领域
本发明涉及一种精密驱动与定位的直线电机，具体涉及一种复合驱动的纳米 分辨率直线电机。
背景技术
精密驱动与定位技术是精密制造、精密机械、精密测量中的关键技术之一。 高精密驱动与定位技术广泛应用于微机械、半导体芯片和微电子制造技术、光学 与光通讯技术等领域中，左右着高精尖技术的发展，也体现了国家的综合实力。 欧美等先进国家在微电子、军工武器等高技术方面的领先地位，得益于其在精密 驱动定位和测试技术方面的领先水平。高精密驱动正在突破传统的光、机、电框 架，已成为跨学科的综合性核心技术。
电磁驱动是一种常见的驱动机构，利用电磁原理，通过控制线圈中的电流大 小来控制电磁力的大小。通常情况下它具有非线性控制特性和较大的电气时间常 数，因此早期的电磁驱动多用于只需进行开关控制的场合，如电磁继电器、电磁 吸盘，以及单相电磁马达等。后来，随着控制电路技术的发展，人们通过优化磁 路结构，施加预偏置磁场、以及利用多相开关电路控制技术等手段，发展了多相 电磁马达，包括步进电机、伺服电机、直线电机等，应用于精密驱动与运动控制。 电磁电机的动子依靠电磁感应获得驱动力，因而此电磁电机具有大行程、快速运 动、寿命长，以及工作电压低等优势。但是电磁驱动器依靠大的偏置电流工作， 当处于位置保持状态时存在比较严重的发热。电磁电机与驱动器依靠电磁感应， 也存在致动响应时间滞后、响应时间慢等问题。另外，线圈绕组刚度相对较小， 作为力作动元件时因本身易产生形变也有可能影响定位精度。因此，电磁原理的 电机，如直线电机，其定位精度一般仅限于微米、亚微米范围。
发明内容
本发明的目的是提出了一种精密驱动与定位的直线电机，以克服现有技术中 电磁驱动电机过热定位精度不够的问题。
一种精密驱动与定位的直线电机，包括运动平台C，运动平台C内部安装有 电磁电机次级永磁体组B，在基板D上固定有电磁电机初级绕组A，电磁电机初 级绕组A与运动平台C不连接，在运动平台C下面设有轨道Q，轨道Q安装在基 板D上；运动平台C能在轨道Q上运动；其特征在于，在运动平台C侧面固定安 装有压电驱动摩擦片E-2；在压电驱动摩擦片E-2外侧设有一个压电驱动机构PA， 压电驱动器PA包括压电驱动器摩擦头E-1，切变型多层压电驱动器F1A，厚度型 多层压电驱动器F2A和支架UA，其中，支架UA底部固定在基板D上，厚度型多层 压电驱动器F2A底面固定在支架UA上，切变型多层压电驱动器F1A底面固定在厚度 型多层压电驱动器F2A上，切变型多层压电驱动器F1A上设有压电驱动器摩擦头E-1； 支架UA围在切变型多层压电驱动器F1A和厚度型多层压电驱动器F2A外部；压电驱 动器摩擦头E-1压在压电驱动摩擦片E-2上。
在厚度型多层压电驱动器F2A和支架UA之间设有预紧装置T，预紧装置T两 端分别与厚度型多层压电驱动器F2A和支架UA连接，预紧装置T通过厚度型多层 压电驱动器F2A和切变型多层压电驱动器F1A将压电驱动器摩擦头E-1压紧到压电 驱动摩擦片E-2上。
在预紧装置T与厚度型多层压电驱动器F2A之间还设有柔性铰链位移放大器 G1A，柔性铰链位移放大器G1A两端分别与预紧装置T和厚度型多层压电驱动器F2A连接。
在预紧装置T与厚度型多层压电驱动器F2A之间还设有柔性位移放大机构G， 柔性位移放大机构G两端分别与预紧装置T和厚度型多层压电驱动器F2A连接； 其中柔性位移放大机构G包括厚度型多层压电驱动器F3A和柔性铰链位移放大器 G1A、G2A、G3A。利用其上柔性铰链的杠杆结构G1A将厚度型多层压电驱动器F3A产生 的位移进行放大，以大位移推动压电直线驱动器F1A、F2A和摩擦头E-1压住或脱 离摩擦片E-2；
工作时，当使柔性铰链位移放大器推动压电直线驱动器F1A、F2A和摩擦头E-1 压在压电驱动摩擦片E-2上时，则可实现压电驱动与运动平台C上压电驱动摩擦 片E-2的波动耦合；当使柔性铰链位移放大器拉动压电驱动器脱离动子滑块时， 则压电驱动模式断开，转而切入电磁驱动模式。
运动平台C内部的电磁电机次级永磁体组为两排次级永磁轨，每个相邻的次 级永磁轨的相邻端头为极性相反的永磁轨端。
一种精密驱动与定位的直线电机，包括运动平台C，运动平台C内部安装有 电磁电机次级永磁体组B，在基板D上固定有电磁电机初级绕组A，电磁电机初 级绕组A与运动平台C不连接，在运动平台C下面设有轨道Q，轨道Q安装在基 板D上；运动平台C能在轨道Q上运动；其特征在于，在运动平台C侧面固定安 装有压电驱动摩擦片E-2；在压电驱动摩擦片E-2外侧设有多个压电驱动机构PA， 每个压电驱动机构PA包括一个压电驱动器摩擦头E-1，一个切变型多层压电驱动 器F1A，一个厚度型多层压电驱动器F2A和一个支架UA，其中，支架UA底部固定在 基板D上，厚度型多层压电驱动器F2A底面固定在支架UA上，切变型多层压电驱 动器F1A底面固定在厚度型多层压电驱动器F2A上，切变型多层压电驱动器F1A上 设有压电驱动器摩擦头E-1；支架UA围在切变型多层压电驱动器F1A和厚度型多 层压电驱动器F2A外部；压电驱动器摩擦头E-1压在压电驱动摩擦片E-2上。
在所述运动平台C上与压电驱动摩擦片E-2相对应的另一侧也固定安装有压 电驱动摩擦片E-3，在压电驱动摩擦片E-3外侧有一个或多个压电驱动机构PA， 可实现压电驱动与运动平台C上摩擦片E-3的波动耦合，两边的多个压电驱动器 PA共同作用对运动平台C的运行进行控制。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明与现有技术相比，能更有效、更精密地实现宏-微-纳运动；
2.多级运动模式切换和多头复合驱动器运动的协调，运动平台的实时位置闭 环反馈；
3.压电-电磁马达驱动力共定子、共动子的独特准静态波动耦合设计：包括 摩擦副的设计与压电-电磁驱动的切换，包括运动平台的压电锁定或摩擦锁定功 能。
4.柔性位移放大部分的设计：包括柔性铰链结构、尺寸的设计，以及与压电 多层驱动器的协调配合。
5.长距离与短距离分别驱动，无需压电部件做长程驱动，减小摩擦副部分的 摩擦损耗，延长使用寿命。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明实施案例一整体结构图；
其中，A为电磁电机初级绕组，B为电磁电机次级永磁体组，C为动子滑块， D为基板，E为准静态波动耦合部分，F为压电驱动部分，G为柔性位移放大部分。
图3为本发明实施案例中压电驱动器部分的结构图；
其中，E-1为压电驱动器摩擦头，F-1为切变型多层压电驱动器，F-2为厚 度型多层压电驱动器。
图4为本发明实施案例中压电驱动器矩形或椭圆形运动示意图。
图5为本发明实施案例中第二个实施例，其中一对压电驱动器的摩擦头通过 一弹簧装置常压在运动台摩擦板上。
图6为本发明实施案例中第三个实施例，其中一对压电驱动器的摩擦头通过 厚度多层压电驱动器F2A、F2B的大行程常压在运动台摩擦板上。
图7为本发明实施案例中多尺度运动模式原理框图。
图8为本发明的实施例毫米尺度电磁驱动测试性能图。
图9为本发明的实施例微米尺度准静态波动性能测试图。
其中，图9(a)为电压驱动波形，图(b)、(c)为无载荷条件下不同电压 下位移情况，图(d)、(e)为300Vpp驱动电压条件、不同载荷下位移情况。
图10为本发明的压电-电磁直线电机的一个实施例纳米尺度切变性能测试 图。
其中，图10(a)为矩形波驱动电压输出位移波形，图10(b)为三角台阶 波驱动电压输出位移波形。
图11、本发明实施例四结构示意图；
图12、本发明实施例五结构示意图。
具体实施方式
一种精密驱动与定位的直线电机，包括运动平台C，运动平台C内部安装有 电磁电机次级永磁体组B，在基板D上固定有电磁电机初级绕组A，电磁电机初 级绕组A与运动平台C不连接，在运动平台C下面设有轨道Q，轨道Q安装在基 板D上；运动平台C能在轨道Q上运动；其特征在于，在运动平台C侧面固定安 装有压电驱动摩擦片E-2；在压电驱动摩擦片E-2外侧设有一个压电驱动机构PA， 压电驱动器PA包括压电驱动器摩擦头E-1，切变型多层压电驱动器F1A，厚度型 多层压电驱动器F2A和支架UA，其中，支架UA底部固定在基板D上，厚度型多层 压电驱动器F2A底面固定在支架UA上，切变型多层压电驱动器F1A底面固定在厚度 型多层压电驱动器F2A上，切变型多层压电驱动器F1A上设有压电驱动器摩擦头E-1； 支架UA围在切变型多层压电驱动器F1A和厚度型多层压电驱动器F2A外部；压电驱 动器摩擦头E-1压在压电驱动摩擦片E-2上。
在厚度型多层压电驱动器F2A和支架UA之间设有预紧装置T，预紧装置T两 端分别与厚度型多层压电驱动器F2A和支架UA连接，预紧装置T通过厚度型多层 压电驱动器F2A和切变型多层压电驱动器F1A将压电驱动器摩擦头E-1压紧到压电 驱动摩擦片E-2上。
在预紧装置T与厚度型多层压电驱动器F2A之间还设有柔性铰链位移放大器 G1A，柔性铰链位移放大器G1A两端分别与预紧装置T和厚度型多层压电驱动器F2A连接。
在预紧装置T与厚度型多层压电驱动器F2A之间还设有柔性位移放大机构G， 柔性位移放大机构G两端分别与预紧装置T和厚度型多层压电驱动器F2A连接； 其中柔性位移放大机构G包括厚度型多层压电驱动器F3A和柔性铰链位移放大器 G1A、G2A、G3A。利用其上柔性铰链的杠杆结构G1A将厚度型多层压电驱动器F3A产生 的位移进行放大，以大位移推动压电直线驱动器F1A、F2A和摩擦头E-1压住或脱 离摩擦片E-2；
工作时，当使柔性铰链位移放大器推动压电直线驱动器F1A、F2A和摩擦头E-1 压在压电驱动摩擦片E-2上时，则可实现压电驱动与运动平台C上压电驱动摩擦 片E-2的波动耦合；当使柔性铰链位移放大器拉动压电驱动器脱离动子滑块时， 则压电驱动模式断开，转而切入电磁驱动模式。
运动平台C内部的电磁电机次级永磁体组为两排次级永磁轨，每个相邻的次 级永磁轨的相邻端头为极性相反的永磁轨端。
一种精密驱动与定位的直线电机，包括运动平台C，运动平台C内部安装有 电磁电机次级永磁体组B，在基板D上固定有电磁电机初级绕组A，电磁电机初 级绕组A与运动平台C不连接，在运动平台C下面设有轨道Q，轨道Q安装在基 板D上；运动平台C能在轨道Q上运动；其特征在于，在运动平台C侧面固定安 装有压电驱动摩擦片E-2；在压电驱动摩擦片E-2外侧设有多个压电驱动机构PA， 每个压电驱动机构PA包括一个压电驱动器摩擦头E-1，一个切变型多层压电驱动 器F1A，一个厚度型多层压电驱动器F2A和一个支架UA，其中，支架UA底部固定在 基板D上，厚度型多层压电驱动器F2A底面固定在支架UA上，切变型多层压电驱 动器F1A底面固定在厚度型多层压电驱动器F2A上，切变型多层压电驱动器F1A上 设有压电驱动器摩擦头E-1；支架UA围在切变型多层压电驱动器F1A和厚度型多 层压电驱动器F2A外部；压电驱动器摩擦头E-1压在压电驱动摩擦片E-2上。
在所述运动平台C上与压电驱动摩擦片E-2相对应的另一侧也固定安装有压 电驱动摩擦片E-3，在压电驱动摩擦片E-3外侧有一个或多个压电驱动机构PA， 可实现压电驱动与运动平台C上摩擦片E-3的波动耦合，两边的多个压电驱动器 PA共同作用对运动平台C的运行进行控制。
下面结合附图，通过实施例进一步描述本发明，但不以任何方式限制本发明 的范围。
本发明提供一种压电-电磁复合直线电机，应用于精密定位相关的精密制造、 加工、驱动等领域，包括电磁直线电机部分、压电直线驱动器部分、准静态波动 耦合部分、驱动电路系统部分。在宏观毫米级及以上宏动范围驱动，采用电磁直 线电机部分，利用电磁驱动器的大行程、高速运动等优点实现快速完成长距离运 动；在微观微米级驱动，切换到压电步进驱动方式，发挥压电驱动器的低速、高 精密特点；在纳米-亚微米级区域，采用压电驱动器的伺服驱动模式，利用压电 驱动器快响应、纳米伺服定位，最终运动完成后利用压电驱动器部分实现自锁位 功能，可避免大电流电磁锁位产生的功耗过大、严重发热等问题。这种双机理驱 动的另一个优势是无局域限制的纳米定位，可避免传统电磁粗定位、压电伺服细 定位产生的局域限制。
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明压实施例一的结构示意图。直线电机包括A-电磁电机初级绕 组，B-电磁电机次级永磁轨，C-动子滑块，D-基板，E-准静态波动耦合部分，F ((F1A+F2A)和(F1B+F2B))-压电驱动部分，G-柔性位移放大部分。其中柔性位移 放大机构G包括厚度型多层压电驱动器F3A、F3B和柔性铰链位移放大器G1A、G1B。 利用其上柔性铰链的杠杆结构G1A、G1B将厚度型多层压电驱动器F3A、F3B产生的位 移进行放大，以大位移推动压电直线驱动器F1A、F1B和摩擦头E-1压住或脱离摩 擦片E-2。若使柔性铰链位移放大器推动压电驱动器和摩擦头压在摩擦片上，则 可实现压电驱动与滑块的波动耦合；若使柔性铰链位移放大器拉动压电驱动器脱 离动子滑块，则可实现压电驱动模式断开，转而切入电磁驱动模式。
电磁直线电机由初级绕组、次级永磁铁、导轨与滑块、基板组成，其中初级 绕组线圈是由三个线圈U、V、W部分重叠压制而成一组并固定在基板上(如图2 所示)，次级永磁体组的磁极N/S/N/S按间距排列。
压电驱动器部分如图3所示，包括E-1压电驱动器的摩擦头，F-1切变型多 层压电驱动器，F-2厚度型多层压电驱动器。其中，厚度型多层压电驱动器和切 变型多层驱动器可用共烧工艺或环氧粘接工艺构成一个整体多层结构；厚度型多 层压电驱动器的底面固定在柔性位移放大机构上，在切变型多层驱动器的切变面 上端面固定摩擦头E-1。压电多层驱动器所用压电材料采用压电陶瓷锆钛酸铅 PZT、压电单晶铌镁酸铅-钛酸铅PMN-PT、压电单晶铌锌酸铅-钛酸铅PZN-PT、压 电陶瓷铌酸钾钠KNN或钛酸钡BT基陶瓷材料中的一种或多种。见图3中F-1、 F-2组成的复合多层驱动器结构，摩擦头和摩擦片可采用氧化锆陶瓷或碳纤维复 合材料。
图4所示为准静态波动耦合运动示意图。延极化方向施加相位差90°的低频 交流电压在多个厚度型压电多层驱动器F-2，压电材料因d33压电模式的逆压电 效应，产生沿极化方向的位移，即在电场作用下驱动器F-2产生厚度方向伸缩； 切变型多层压电驱动器F-1中各压电层沿横向极化，但电压沿着厚度方向施加， 见图4(a)，在电场作用下产生延极化方向的剪切变形，即产生延导轨方向的切 变运动。以上两个方向运动相位差90°耦合，即产生图4(b)所示压电驱动器的 矩形(或椭圆)运动。
图5为本发明实施例二。
图6为本发明实施例三。
实现毫米尺度切换到电磁驱动模式、微米尺度切换到压电驱动器准静态波动 耦合驱动模式、纳米尺度切换到切变型伺服驱动器驱动模式。
上述毫米尺度运动模式是指利用电磁马达工作，运用电磁原理的快速运动特 点，免去长行程运动下对压电马达的磨损。
上述微米尺度运动模式是指运用压电驱动器的准波动(矩形或椭圆运动)模 式，即多个厚度型多层压电驱动器和切变型多层压电驱动器组成的复合驱动部分 矩形或椭圆运动交替拨动动子线圈，实现快速响应与小范围精密步进运动。
上述纳米尺度运动模式是指精确定位依靠切变型驱动器在小电压下的微小形变产生伺服驱动的特点，获得纳米尺度的伺服定位，微纳米尺度精密运动是指两个 压电驱动(F1A+F2A)和(F1B+F2B)做步进协同运动。叠层式压电陶瓷的工作电压较 低，位移可以通过电压精确控制，理论上可以实现小于nm的位置分辨率。
将制备的压电-电磁直线电机进行测试，电机在同一侧装有两个复合多层压 驱动器，在开环驱动下测试结果如下：
1)毫米尺度运动(电磁电机运动)：以不同电磁马达设置速度(Setting Speed) 运动，测试结果如图8所示，可以看出马达线性度很好，往返对称性很好，最大 运动速度14.6mm/s。
2)微米尺度运动(准静态波动耦合运动)：测试结果如图9所示，往返对称 性好，返回现象不明显，准静态波动运动模式速度最大可达40μm/s、最大载荷 3N。
3)纳米尺度运动(切变型驱动器运动)：测试结果如图10所示，在矩形驱 动电压和三角台阶波驱动下，可以明显观测到步进位移分辨率2nm。
所述压电驱动器部分包括一对压电切变驱动器(F1A+F2A)和(F1B+F2B)，预压 力弹性机构G与预压力压电驱动器F3A和F3B。其中，厚度型多层压电驱动器、切 变型多层压电驱动器是由低温共烧工艺或环氧树脂粘接工艺制备而成一个整体 压电多层驱动器结构。压电驱动器利用环氧树脂粘接在柔性位移放大机构上，同 时在切变型压电驱动器的位移输出端上安装一个或两个驱动摩擦头。
上述压电多层驱动器是采用压电陶瓷锆钛酸铅PZT、压电单晶铌镁酸铅-钛酸铅PMN-PT、压电单晶铌锌酸铅-钛酸铅PZN-PT、压电陶瓷铌酸钾钠KNN和钛酸钡BT 材料中的一种或多种，利用低温共烧或环氧树脂粘接的方式制备成多层压电驱动 器。
上述厚度型多层压电驱动器是指利用沿着厚度方向极化的压电材料，沿着极 化方向施加低频交流电，压电材料由于逆压电效应，产生厚度方向变形，即在电 场作用下驱动器产生电场方向的伸缩。
上述切变型多层压电驱动器是指利用压电材料的15模式的逆压电效应产生 剪切应变，多层驱动器中的各压电层沿着长度方向极化，而电压是沿着厚度方向 施加，在电场作用下产生横向剪切振动，即垂直于厚度方向的切变变形。
所述电磁驱动器部分是指三相交流直线电机，包括一个固定在基座上的初级 绕组三相A，由三相线圈U、V、W构成的，次级由永磁体组与滑动轨道组成，它 们构成一个完整的固定初级绕组、可动次级单边平板型永磁直线同步电动机。
所述准静态波动耦合部分包括摩擦头和摩擦片。其中，摩擦头和摩擦片可以 采用氧化锆陶瓷、碳纤维等耐磨损材料制备，摩擦头形状可以设计为圆柱状、球 形等形状。驱动器摩擦头的准静态波动耦合运动是指厚度型压电多层驱动器和切 变型压电多层驱动器的相互垂直的耦合运动，当存在相位差时，两个位移的合成 轨迹将是一个矩形或椭圆，相位差不同，形成的运动轨迹的形状不一样，其运动 轨迹的方向(顺时针或者逆时针)也不同，利用摩擦头和摩擦片形成的摩擦副可 以将压电多层驱动器产生的准静态波动耦合到驱动动子产生直线运动。
最后需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替 换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要 求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。
Claims (7)
1.一种精密驱动与定位的直线电机，包括运动平台C，运动平台C内部安装有电磁电机次级永磁体组B，在基板D上固定有电磁电机初级绕组A，电磁电机初级绕组A与运动平台C不连接，在运动平台C下面设有轨道Q，轨道Q安装在基板D上；运动平台C能在轨道Q上运动；其特征在于，在运动平台C侧面固定安装有压电驱动摩擦片E-2；在压电驱动摩擦片E-2外侧设有一个压电驱动机构PA，压电驱动器PA包括压电驱动器摩擦头E-1，切变型多层压电驱动器F1A，厚度型多层压电驱动器F2A和支架UA，其中，支架UA底部固定在基板D上，厚度型多层压电驱动器F2A底面固定在支架UA上，切变型多层压电驱动器F1A底面固定在厚度型多层压电驱动器F2A上，切变型多层压电驱动器F1A上设有压电驱动器摩擦头E-1；支架UA围在切变型多层压电驱动器F1A和厚度型多层压电驱动器F2A外部；压电驱动器摩擦头E-1压在压电驱动摩擦片E-2上。
2.根据权利要求1所述的一种精密驱动与定位的直线电机，其特征在于，在厚度型多层压电驱动器F2A和支架UA之间设有预紧装置T，预紧装置T两端分别与厚度型多层压电驱动器F2A和支架UA连接，预紧装置T通过厚度型多层压电驱动器F2A和切变型多层压电驱动器F1A将压电驱动器摩擦头E-1压紧到压电驱动摩擦片E-2上。
3.根据权利要求2所述的一种精密驱动与定位的直线电机，其特征在于，在预紧装置T与厚度型多层压电驱动器F2A之间还设有柔性铰链位移放大器G1A，柔性铰链位移放大器G1A两端分别与预紧装置T和厚度型多层压电驱动器F2A连接。
4.根据权利要求2所述的一种精密驱动与定位的直线电机，其特征在于，在预紧装置T与厚度型多层压电驱动器F2A之间还设有柔性位移放大机构G，柔性位移放大机构G两端分别与预紧装置T和厚度型多层压电驱动器F2A连接；其中柔性位移放大机构G包括厚度型多层压电驱动器F3A和柔性铰链位移放大器G1A、G2A、G3A。利用其上柔性铰链的杠杆结构G1A将厚度型多层压电驱动器F3A产生的位移进行放大，以大位移推动压电直线驱动器F1A、F2A和摩擦头E-1压住或脱离摩擦片E-2；
工作时，当使柔性铰链位移放大器推动压电直线驱动器F1A、F2A和摩擦头E-1压在压电驱动摩擦片E-2上时，则可实现压电驱动与运动平台C上压电驱动摩擦片E-2的波动耦合；当使柔性铰链位移放大器拉动压电驱动器脱离动子滑块时，则压电驱动模式断开，转而切入电磁驱动模式。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种精密驱动与定位的直线电机，其特征在于，运动平台C内部的电磁电机次级永磁体组为两排次级永磁轨，每个相邻的次级永磁轨的相邻端头为极性相反的永磁轨端。
6.一种精密驱动与定位的直线电机，包括运动平台C，运动平台C内部安装有电磁电机次级永磁体组B，在基板D上固定有电磁电机初级绕组A，电磁电机初级绕组A与运动平台C不连接，在运动平台C下面设有轨道Q，轨道Q安装在基板D上；运动平台C能在轨道Q上运动；其特征在于，在运动平台C侧面固定安装有压电驱动摩擦片E-2；在压电驱动摩擦片E-2外侧设有多个压电驱动机构PA，每个压电驱动机构PA包括一个压电驱动器摩擦头E-1，一个切变型多层压电驱动器F1A，一个厚度型多层压电驱动器F2A和一个支架UA，其中，支架UA底部固定在基板D上，厚度型多层压电驱动器F2A底面固定在支架UA上，切变型多层压电驱动器F1A底面固定在厚度型多层压电驱动器F2A上，切变型多层压电驱动器F1A上设有压电驱动器摩擦头E-1；支架UA围在切变型多层压电驱动器F1A和厚度型多层压电驱动器F2A外部；压电驱动器摩擦头E-1压在压电驱动摩擦片E-2上。
7.根据权利要求6所述的一种精密驱动与定位的直线电机，其特征在于，在所述运动平台C上与压电驱动摩擦片E-2相对应的另一侧也固定安装有压电驱动摩擦片E-3，在压电驱动摩擦片E-3外侧有一个或多个压电驱动机构PA，可实现压电驱动与运动平台C上摩擦片E-3的波动耦合，两边的多个压电驱动器PA共同作用对运动平台C的运行进行控制。
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