CN114865946B - 一种微动平台 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种微动平台，包括外框、中心运动平台、3个以上解耦结构及3个以上压电驱动模块；中心运动平台位于外框内，外框和中心运动平台柔性连接；压电驱动模块位于外框和中心运动平台之间，且分别与外框和中心运动平台连接，压电驱动模块不共线，压电驱动模块包括压电致动器；解耦结构与压电驱动模块一一对应设置；解耦结构包括连接块、若干第一簧片和第二簧片，连接块的一端与压电致动器连接；第一簧片沿垂直压电致动器的致动方向设置，且位于连接块的相对两侧，并分别与连接块及外框连接；第二簧片设置于连接块背离压电致动器的一端，且与中心运动平台连接。本发明有助于简化器件结构，延长器件使用寿命。

Description

一种微动平台

技术领域

本发明涉及微机电技术领域，特别是涉及一种微动平台。

背景技术

微动平台是通过柔性结构的弹性变形来传递力和位移的微定位机构。由于其采用整体式加工，故不需要装配，也不存在间隙、摩擦及磨损；另外，由于通常采用压电执行器驱动，微动平台具备较高的位移分辨率，此外还具有刚度大、体积小、承载力强等优点，因而被广泛应用于微纳米级定位系统中。

现有的微动平台虽然类型很多，但或多或少都存在一些问题，例如有些微动平台仅能支持中心运动平台沿X轴和Y轴两个方向的运动，而有些微动平台虽然能够实现中心运动平台绕Z轴旋转，但其整体结构特别复杂，尤其是解耦结构特别复杂，而有些微动平台则仅靠压电陶瓷本身的行程来推动中心运动平台，如果需要稍大的行程须采用大尺寸的压电陶瓷，导致成本高昂，器件整体体积偏大。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种微动平台，用于解决现有技术中的微动平台或仅能支持中心运动平台沿X轴和Y轴两个方向的运动，或虽然能够同时实现中心运动平台绕Z轴旋转，但整体结构特别复杂，尤其是解耦结构特别复杂，或仅靠压电陶瓷本身的行程来推动中心运动平台，如果需要稍大的行程须采用大尺寸的压电陶瓷，导致成本高昂，器件整体体积偏大等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种微动平台，包括外框、中心运动平台、3个以上解耦结构及3个以上压电驱动模块；所述中心运动平台位于外框内，所述外框和所述中心运动平台柔性连接；所述压电驱动模块位于所述外框和所述中心运动平台之间，且分别与所述外框和所述中心运动平台连接，至少3个所述压电驱动模块不共线，所述压电驱动模块包括压电致动器；所述解耦结构与所述压电驱动模块一一对应设置；所述解耦结构 包括连接块、若干第一簧片和第二簧片，所述连接块的一端与所述压电致动器直接或间接连接；若干所述第一簧片沿垂直所述压电致动器的致动方向设置，且位于所述连接块的相对两侧，并分别与所述连接块及所述外框连接；所述第二簧片设置于所述连接块背离所述压电致动器的一端，且与所述中心运动平台直接或间接连接。

可选地，所述微动平台还包括多个用于放大所述压电致动器的推行行程的行程放大结构，各所述行程放大结构一一对应设置于所述解耦结构背离所述压电致动器的一端，且与所述第二簧片相连接，所述行程放大结构包括主体部和两个弹性连接件，其中一个弹性连接件分别与所述主体部和外框柔性连接，另一个弹性连接件分别与所述主体部及所述中心运动平台柔性连接。

可选地，所述弹性连接件为球铰链，所述行程放大结构与所述外框、所述中心运动平台通过球铰链连接，形成杠杆运动。

可选地，两个所述球铰链的中心与所述主体部的中心在一条直线上。

可选地，所述微动平台还包括多个复位弹簧；各所述复位弹簧一端固定，另一端顶在所述行程放大结构背离所述解耦结构的一端。

可选地，所述微动平台还包括活动件和固定于外框上的复位弹簧座，所述复位弹簧座上设置有通孔，所述活动件设置于所述复位弹簧座上，且可在所述通孔内移动，所述复位弹簧的一端固定在所述活动件上。

可选地，所述外框上设置有多个安装槽，所述压电驱动模块还包括压电致动器安装座，所述压电致动器安装座、所述解耦结构、所述行程放大结构和所述复位弹簧一一对应设置于所述安装槽内，所述压电致动器与所述压电致动器安装座一一对应连接。

可选地，所述微动平台还包括铰链结构，所述铰链结构将所述外框和所述中心运动平台柔性连接，所述铰链结构设置于相邻两个解耦结构之间的拐角处。

可选地，所述解耦结构的连接块包括主体连接部和延伸部，所述主体连接部和所述延伸部相互连接形成T型结构，所述主体连接部连接于所述压电致动器和所述延伸部之间， 所述第一簧片设置于所述延伸部的相对两侧，所述第二簧片设置于所述延伸部背离所述主体连接部的一端。

可选地，所述第二簧片沿所述压电致动器的致动方向设置，所述第一簧片和所述第二簧片相互垂直，且所述第一簧片和所述第二簧片均垂直于所述中心运动平台的下底面。

可选地，所述解耦结构还包括解耦件，所述解耦件设置于所述压电致动器和所述连接块之间，所述解耦件包括：连接所述压电致动器的第一安装件、第三簧片、连接所述连接块的第二安装件；所述第三簧片分别连接所述第一安装件和第二安装件。

可选地，所述第三簧片与所述第一簧片和所述第二簧片均垂直，并与所述压电致动器的中心在同一水平面上；且所述第三簧片平行于所述中心运动平台的下底面。

在一可选方案中，设定依次连接的所述压电驱动模块、所述解耦结构和所述行程放大结构为一个子结构；所述中心运动平台的外轮廓为多边形，沿平行所述多边形各边的方向上一一设置有所述子结构；所有所述子结构沿顺时针或沿逆时针方向依次布置；相应地，所有所述压电驱动模块均沿顺时针或均沿逆时针方向运动，且每一子结构中，所述解耦结构、和所述行程放大结构对应位于各所述压电驱动模块的前端。

在另一可选方案中，设定依次连接的所述压电驱动模块、所述解耦结构和所述行程放大结构为一个子结构；所述中心运动平台的外轮廓为偶数条边的多边形，沿平行所述多边形各边的方向上一一设置有所述子结构，位于对边上的两个所述压电驱动模块运动方向相同，且每一子结构中，所述解耦结构、和所述行程放大结构对应位于各所述压电驱动模块的前端。

在又一可选方案中，设定依次连接的所述压电驱动模块、所述解耦结构和所述行程放大结构为一个子结构；所述中心运动平台的外轮廓为三角形，沿平行所述三角形的三条边的方向上一一设置有所述子结构；所有所述子结构中，其中两个所述压电驱动模块均沿顺时针或均沿逆时针方向运动，另外一个所述压电驱动模块沿与前两个所述压电驱动模块相反的方向运动。

如上所述，本发明提供的微动平台，具有以下有益效果：本发明经改善的结构设计，在确保中心运动平台可沿X轴和Y轴方向运动及可绕Z轴方向旋转的情况下，使得解耦方案极大简化，器件整体体积可以极大缩小。同时，本发明中，解耦结构还能够避免中心运动平台发生垂向位移时损坏压电致动器，有助于延长器件使用寿命。

附图说明

图1显示为本发明具体实施例一提供的一种微动平台的例示性俯视结构示意图；

图2显示为本发明具体实施例一的图1中的A区域的放大结构示意图；

图3显示为本发明具体实施例一的图2中的解耦结构和行程放大结构的连接关系示意图；

图4显示为本发明具体实施例一的图2中的第三簧片的放大示意图；

图5显示为本发明具体实施例一的连接中心运动平台与外框的铰链结构的例示性结构示意图；

图6显示为本发明具体实施例一提供的微动平台的另一例示性俯视结构示意图；

图7显示为本发明具体实施例二提供的微动平台的例示性俯视结构示意图；

图8为本发明具体实施例三提供的微动平台的例示性俯视结构示意图；

图9为本发明具体实施例三提供的微动平台的另一例示性俯视结构示意图。

元件标号说明

1-外框；2-压电致动器安装座；3-压电致动器；4-解耦结构；41-连接块；42-第一簧片；43-第二簧片；44-解耦件；45-第三簧片；5-行程放大结构；51-主体部；52/53-球铰链；6-复位弹簧；7-复位弹簧座；8 -铰链结构；9-中心运动平台。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。如在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。

在本申请的上下文中，所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。为使图示尽量简洁，各附图中并未对所有的结构全部标示。

实施例一

请参阅图1至图6。

如图1至图6所示，本实施例提供一种微动平台，其包括外框1、中心运动平台9、3个以上解耦结构4及3个以上压电驱动模块；所述中心运动平台9位于外框1内，所述外框1和所述中心运动平台9柔性连接；所述压电驱动模块位于所述外框1和所述中心运动平台9之间，且分别与所述外框1和所述中心运动平台9连接，至少3个所述压电驱动模块不共线（即不在同一直线上），由此可以使中心运动平台9能够沿X轴和Y轴方向移动，以及绕Z轴旋转；所述压电驱动模块包括压电致动器3，所述压电致动器3又可以称之为微动马达；所述解耦结构4与所述压电驱动模块一一对应设置，即所述解耦结构4与压电驱动模块是成套出现的；所述解耦结构4包括连接块41、若干第一簧片42（第一簧片42通常为多个）和第二簧片43，所述连接块41的一端与所述压电致动器3直接或间接连接；若干所述第一簧片42沿垂直所述压电致动器3的致动方向设置，且位于所述连接块41的相对两侧，并分别与所述连接块41及所述外框1连接，更具体地，参考图2可以看到，位于连接块41两侧的第一簧片42两端分别与连接块41和外框1相连接；所述第二簧片43设置于所述连接块41背离所述压电致动器3的一端，即第二簧片43与所述压电致动器3并未直接连接，且所述第二簧片43与所述中心运动平台9直接或间接连接。本发明经改善的结构设计，在确保中心运动平台可沿X轴和Y轴方向运动及可绕Z轴方向旋转的情况下，使得解耦方案极大简化，器件整体体积可以极大缩小。同时，本发明中，解耦结构还能够避免压电致动器发生运动方向以外的位移，有助于延长器件使用寿命。

本实施例中，第二簧片43沿所述压电致动器3的致动方向设置，第一簧片42和第二簧片43相互垂直，且第一簧片42和第二簧片43均垂直于中心运动平台9的下底面。

在较佳的示例中，参考图2所示，所述微动平台还包括多个用于放大所述压电致动器3的推行行程的行程放大结构5，各所述行程放大结构5一一对应设置于所述解耦结构4背离所述压电致动器3的一端（即行程放大结构5位于解耦结构4的头部），且与所述第二簧片43相连接；所述解耦结构4、压电驱动模块及行程放大结构5是一对一成套设置。所述行程放大结构5包括主体部51和两个弹性连接件，其中一个弹性连接件的两端分别与所述主体部51和外框1柔性连接，另一个弹性连接件的两端分别与所述主体部51及所述中心运动平台9柔性连接，所述第二簧片43与所述主体部51朝向解耦结构4的第一端面连接，即本示例中，所述第二簧片43与所述中心运动平台9为间接连接。由于所述中心运动平台9和外框1之间柔性连接，外框1通常是固定不动的，而中心运动平台9是可动的，因而在行程放大结构5运动时，将带动中心运动平台9运动。通过设置上述设计的行程放大结构5，在无需采用大尺寸压电陶瓷致动器的情况下可以进一步增大中心运动平台9的行程，且行程放大结构5整体结构简洁，占用空间小，有助于降低器件成本及器件体积的进一步小型化。

在一较佳的示例中，所述弹性连接件为球铰链，因而所述行程放大结构5与所述外框1、所述中心运动平台9均通过球铰链连接。具体地，结合图1和图2所示，所述行程放大结构5的主体部51与外框1通过球铰链52互相连接，主体部51与中心运动平台9通过球铰链53互相连接，以球铰链52为支点，形成杠杆原理。所述第二簧片43位于主体部51第一端面的中心，两个球铰链52和球铰链53对称设置于主体部51的相对两侧。若将第三簧片43的中心点定义为A点，以球铰链52与外框1的连接中心点定义为B点，将球铰链53与中心运动平台9的连接中心点定义为C点，平行于压电致动器3运动方向且经过B点的平面为D平面；A点到D平面的垂直距离定义为x，C点到D平面的垂直距离定义为y，则行程放大结构5的行程放大倍数=y/x。y、x的值决定行程放大结构5的放大倍数，使得压电致动器3的推动行程能够有效精准放大，或者说可以根据需要放大的倍数精确设定两个球铰链的距离，行程放大倍数直观，可以进一步简化器件设计。

参考图2至图4所示，在进一步的示例中，所述解耦结构4还包括解耦件44，所述解耦件44设置于所述压电致动器3和所述连接块41之间，所述解耦件44包括：连接所述压电致动器3的第一安装件、第三簧片45和连接所述连接块41的第二安装件；所述第三簧片45分别连接所述第一安装件和第二安装件。即在该示例中，所述连接块41和所述压电致动器3是通过所述解耦件44实现间接连接。设置解耦件44的优点在于，由于压电致动器3在装配过程中，可能会出现偏离中心的装配误差，导致压电致动器3的运动方向可能偏离预定的运动方向，使得压电致动器3会产生偏摆，而设置解耦件44，可以吸收这种偏摆带来的影响，保证压电致动器3可以沿着预定的方向运动。在进一步的示例中，所述第三簧片45较佳地为平行于中心运动平台9的下底面设置，且与第一簧片42和第二簧片43均垂直，并与压电致动器3的中心在同一水平面上，这样的设计使得器件整体布局更加紧凑，使得压电致动器3在各个方向上的偏摆都能被有效吸收，提高运动精度。所述解耦结构4较佳地为一体加工成型，且与所述微动平台的其他结构，例如与中心运动平台和球铰链等结构一体加工成型，比如通过刻蚀工艺在同一基底上形成前述结构。当然，在其他可选实施例中，也可以不使用解耦件44，而选择让所述连接块41与所述压电致动器3直接连接。

当压电致动器3工作时，压电致动器3连接T型连接块41的一端顶向连接块41，随后带动行程放大结构5，再带动中心运动平台9移动，由于行程放大结构5的杠杆原理，压电致动器3的行程会被放大。同时，中心运动平台9沿X轴方向、Y轴方向及绕Z轴旋转时所产生的偏摆会被第一簧片42、第二簧片43、第三簧片45吸收，可以有效避免因位移过大导致的压电致动器3损坏。

在其他的示例中，所述中心运动平台9可以向外框1方向凸出一小块而形成前述的行程放大结构5的所述主体部51，也即第二簧片43和中心运动平台9直接连接。这种情况下，无需另外设置所述球铰链52和球铰链53，而主体部51和外框1间隔开，两者之间没有连接关系。继续参考图2所示，在一较佳的示例中，所述微动平台还包括多个复位弹簧6；复位弹簧6与行程放大结构5一一对应。各所述复位弹簧6一端固定，另一端顶在其对应的行程放大结构5背离所述解耦结构4的一端。通过设置所述复位弹簧6，可以直接给所述压电致动器3提供反作用力，由此使压电致动器3保持零位的平衡或者使压电致动器3快速复位。即，所述复位弹簧6可以提供作用力使压电致动器3快速复位；也可以给压电致动器3提供一个初始压力，使得压电致动器可以更快复位，出力更加稳定。本实施例中，将压电致动器的初始零位电压不设为0V，保证压电致动器既可以进行正向位移，又可以进行反向位移，这种情况下，压电制动器的排布会更加灵活压电致动,。此处需要说明的是，本示例中将压电致动器3的零位电压不设置在0V的原因是，要想实现中心运动平台9的旋转，则需要使不同侧，例如使图1中所示的上侧的压电致动器3和下侧的压电致动器3的运动方向相反。所以压电致动器3的初始零位不能在0V，不然无法反向移动。也就是说，在中心运动平台9处于零位的状态下，压电致动器3已经是进行了一段位移的不在0V的状态。因而在需要反向位移的时候，可以减小电压，使压电致动器3进行反向位移。为便于所述复位弹簧6的安装固定，所述微动平台还进一步设置有活动件，所述活动件例如为螺钉，活动件和固定于外框1上的复位弹簧座7，复位弹簧座7与复位弹簧6较佳地为一一对应的关系，所述复位弹簧座7上设置有通孔，所述活动件设置于所述复位弹簧座7上，且可在前述通孔内移动，所述复位弹簧6的一端固定在所述活动件上，随着活动件位置的变化，所述复位弹簧6的拉伸长度发生变化，由此使得对解耦结构4的复位力发生变化。当然，在其他示例中，所述复位弹簧6还可以采取其他方式固定，但采用本示例的方式，不仅使器件整体布局更加简洁，而且可以对复位弹簧6形成良好的保护，可以有效调整复位弹簧6的复位能力，避免复位弹簧6长期拉伸下产生不可恢复的变形而失效。

本示例中，所述外框1上设置有多个安装槽，所述安装槽的内底面平行于中心运动平台9的下底面。所述压电驱动模块还包括压电致动器安装座2，所述压电驱动模块、所述解耦结构4、所述行程放大结构5和所述复位弹簧6，以及前述的复位弹簧座7一一对应设置于所述安装槽内，所述压电致动器3与所述压电致动器安装座2一一对应连接。将前述各结构都设置在安装槽中，不仅可以对各结构形成良好的保护，避免外界异物磕碰，同时使得器件整体结构扁平化，有助于器件的进一步小型化。

在较佳的示例中，所述解耦结构4的连接块41包括主体连接部和延伸部，所述主体连接部和所述延伸部相互连接形成T型结构，所述主体连接部连接于所述解耦件44和所述延伸部之间，所述第一簧片42设置于所述延伸部的相对两侧（第一侧和第二侧），所述第二簧片43设置于所述延伸部背离所述主体连接部的一端。其中，设置于所述延伸部第一侧的第一簧片42分别连接所述延伸部的第一侧和安装槽的一侧（位于外框1上），设置于所述延伸部第二侧处的第一簧片42分别连接所述延伸部的第二侧以及安装槽的另一侧（位于外框1上）。

采用T型结构的所述连接块41，便于各结构的安装。而所述第一簧片42设置于T型结构的所述连接块41相对的两个侧面上，第一簧片42垂直于压电致动器3的致动方向，第一簧片42沿着垂直于压电致动方向延伸的两端分别与连接块41及外框1连接，第二簧片43设置在连接块41的T型尾端，其与第一簧片42相互垂直，且第二簧片43连接行程放大结构5，即所述第二簧片43沿所述压电致动器的致动方向设置。参考图3所示，沿图3中上下两个方向箭头示意的偏摆将主要由第二簧片43吸收，第一簧片42辅助吸收（这个方向上的偏摆最大，是最需要吸收的方向），而沿图3中左右方向箭头示意的偏摆将主要由第三簧片45吸收。通过这样的设计，第一簧片42、第二簧片43、第三簧片45设置方向和压电致动器3在X轴、Y轴方向的偏摆方向完全一致，可以比较理想地消除运动中压电致动器3在这两个方向产生的偏摆，从而较好地实现X轴方向和Y轴方向的解耦。

所述外框1和所述中心运动平台9存在间隙，二者可以采取合适的方式实现柔性连接。在本示例中，所述微动平台还包括铰链结构8，所述铰链结构将所述外框1和所述中心运动平台9柔性连接，参考图1所示，所述铰链结构8设置于相邻两个解耦结构4之间的拐角处。所述铰链结构8的具体结构可以参图5所示，其采用正方形四角的长边铰链连接结构（即各铰链结构为L型），这样的设计可以使中心运动平台9能够独立在压电驱动模块的推动下运动，而外框1则保持不动。当然，L型铰链结构仅为举例，具体实施时，也可以使用其他结构，如半圆形的铰链结构，本发明不对此做严格限定。

在一个可选实施例中，可设定依次连接的所述压电驱动模块、所述解耦结构4和所述行程放大结构5为一个子结构；所述中心运动平台9的外轮廓为多边形，沿平行所述多边形各边的方向上一一设置有所述子结构；所有所述子结构沿顺时针或沿逆时针方向依次布置，相应地，所有子结构中包含的压电驱动模块均沿顺时针或均沿逆时针方向运动，且每一子结构中，解耦结构4和行程放大结构5对应位于各压电驱动模块的前端。容易理解的，此处的“前端”是针对压电驱动模块的运动方向而言的。

当然，具体应用时，所述压电驱动模块的数量虽然可以根据需要灵活设置，但较佳地为3个以上，最好为3个或4个。当少于3个时，可能无法确保中心运动平台9能沿X轴、Y轴和Z轴运动，而多于4个时则会导致器件整体结构过于复杂。

在一具体示例中，中心运动平台9的外轮廓为四边形，沿平行所述四边形各边的方向上一一设置有所述子结构；所有所述子结构沿顺时针方向依次布置，后一子结构的行程放大结构5对应前一子结构的压电驱动模块。具体地，图1中，所述中心运动平台9的外轮廓为正方形，相应地所述压电驱动模块为4个，4个所述压电驱动模块较佳地为均匀分布在该正方形框架上，例如各压电驱动模块位于正方形框架的四条边的中心位置，4个所述压电驱动模块沿致动方向两两构成一组，且本示例中，两组压电驱动模块为同向设置，或者说4个压电驱动模块均沿顺时针方向运动或均沿逆时针方向运动（图1和6中的箭头示意对应的压电驱动模块的致动方向），其中2个压电驱动模块为第一组，提供X轴方向运动，另外两个压电驱动模块为一组，提供Y轴方向运动，X轴方向与Y轴方向相互垂直。

在其他可选实施例中，中心运动平台9的外轮廓可以为三角形，沿平行所述三角形各边的方向上一一设置有所述子结构；所有所述子结构沿顺时针方向依次同向布置。具体参考图6所示，所述中心运动平台9的外轮廓为三角形，更佳地为一等边三角形，相应地，所述压电驱动模块为3个，3个所述压电驱动模块较佳地为位于该等边三角形框架的三条边的中心位置，当然也可以位于等边三角形框架的三个顶点上，且3个所述压电驱动模块沿压电致动器3的致动方向（也即压电致动器3的运动方向）分为2组，且本示例中，2组所述压电驱动模块同向设置，或者说3个压电驱动模块均沿顺时针方向运动或均沿逆时针方向运动，例如2个压电驱动模块为第一组，提供X轴方向运动，另外一个压电驱动模块为一组，提供Y轴方向运动，X轴方向与Y轴方向相互垂直，或者2个压电驱动模块为第一组，提供Y轴方向运动，另外一个压电驱动模块为一组，提供X轴方向运动。当然，在其他示例中，在所述压电驱动模块为3个时，3个压电驱动模块也可以位于一正方形框架，例如位于一正方形框架的其中三条边的中心位置。

多个压电驱动模块采用上述的对称分布，有助于简化控制策略。且本实施例中推荐采用外轮廓为正方形的中心运动平台，相应设置4组所述压电驱动模块并按前述方式设置，这可以极大简化算法。

实施例二

本实施例提供的微动平台与实施例一的主要区别在于：设定依次连接的所述压电驱动模块、所述解耦结构4和所述行程放大结构5为一个子结构；所述中心运动平台9的外轮廓为偶数条边的多边形，沿平行所述多边形各边的方向上一一设置有所述子结构，且位于对边上（即处于对边位置上）的两个所述压电驱动模块（分别属于位于对边上的两个子结构）运动方向相同，且每一子结构中，解耦结构4和行程放大结构5对应位于各压电驱动模块的前端。容易理解的，此处的“前端”是针对压电驱动模块的运动方向而言的。如图7所示，中心运动平台9的外轮廓为正方形，位于上、下两个对边的压电驱动模块致动方向相同，均朝向右；位于左、右两个对边的压电驱动模块的致动方向相同，均朝上。

实施例一中，多个压电驱动模块两两一组为同向设置，或者说所有压电驱动模块均沿顺时针或均沿逆时针方向运动，而本实施例中，多个压电驱动模块同样分为两组，只是两组压电驱动模块为相向运动，例如参考图7所示（图7中的箭头示意对应的压电驱动模块的致动方向），所述中心运动平台9的外轮廓为正方形，位于正方形相邻两条边方向上的两个压电驱动模块为第一组，沿顺时针方向运动，而另外2个压电驱动模块为第二组，沿逆时针方向运动，或第一组沿逆时针方向运动而第二组沿顺时针方向运动。

实施例三

本实施例提供的微动平台与实施例一的主要区别在于： 设定依次连接的所述压电驱动模块、所述解耦结构4和所述行程放大结构5为一个子结构；所述中心运动平台9的外轮廓为三角形，沿平行所述三角形的三条边的方向上一一设置有所述子结构；所有所述子结构中，其中两个所述压电驱动模块均沿顺时针或均沿逆时针方向致动，另外一个所述压电驱动模块沿与前两个压电驱动模块相反的方向致动。且每一子结构中，解耦结构4和行程放大结构5对应位于各压电驱动模块的前端。容易理解的，此处的“前端”是针对压电驱动模块的运动方向而言的。

参考图8所示（图8中的箭头示意对应的压电驱动模块的致动方向），所述中心运动平台9的外轮廓为等边三角形，位于等边三角形相邻两条边方向上的两个压电驱动模块为第一组，沿顺时针方向运动，而另外1个压电驱动模块为第二组，沿逆时针方向运动。

在其他实施例中，如图9所示，也可以两个压电驱动模块沿着逆时针方向致动，另外一个压电驱动模块沿着顺时针致动。

除上述区别外，本实施例提供的微动平台的其他设置，包括各模块的具体结构以及位置关系等，均与实施例一相同，具体请参考实施例一中的描述，出于简洁的目的不赘述。

综上所述，本发明提供一种微动平台，包括外框、中心运动平台、3个以上解耦结构及3个以上压电驱动模块；所述中心运动平台位于外框内，所述外框和所述中心运动平台柔性连接；所述压电驱动模块位于所述外框和所述中心运动平台之间，且分别与所述外框和所述中心运动平台连接，至少3个所述压电驱动模块不共线，所述压电驱动模块包括压电致动器；所述解耦结构与所述压电驱动模块一一对应设置；所述解耦结构包括连接块、若干第一簧片和第二簧片，所述连接块的一端与所述压电致动器直接或间接连接；若干所述第一簧片沿垂直所述压电致动器的致动方向设置，且位于所述连接块的相对两侧，并分别与所述连接块及所述外框连接；所述第二簧片设置于所述连接块背离所述压电致动器的一端，且与所述中心运动平台直接或间接连接。本发明经改善的结构设计，在确保中心运动平台可沿X轴和Y轴方向运动及可绕Z轴方向旋转的情况下，使得解耦方案极大简化，器件整体体积可以极大缩小。同时，本发明中，解耦结构还能够避免压电致动器发生运动方向以外的位移，压电致动，有助于延长器件使用寿命。

所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (15)

1.一种微动平台，其特征在于，包括外框（1）、中心运动平台（9）、3个以上解耦结构（4）及3个以上压电驱动模块；所述中心运动平台（9）位于外框（1）内，所述外框（1）和所述中心运动平台（9）柔性连接；所述压电驱动模块位于所述外框（1）和所述中心运动平台（9）之间，且分别与所述外框（1）和所述中心运动平台（9）连接，至少3个所述压电驱动模块不共线，所述压电驱动模块包括压电致动器（3）；所述解耦结构（4）与所述压电驱动模块一一对应设置；所述解耦结构（4）包括连接块（41）、若干第一簧片（42）和第二簧片（43），所述连接块（41）的一端与所述压电致动器（3）直接或间接连接；若干所述第一簧片（42）沿垂直所述压电致动器（3）的致动方向设置，且位于所述连接块（41）的相对两侧，并分别与所述连接块（41）及所述外框（1）连接；所述第二簧片（43）设置于所述连接块（41）背离所述压电致动器（3）的一端，且与所述中心运动平台（9）直接或间接连接。

2.根据权利要求1所述的微动平台，其特征在于，所述微动平台还包括多个用于放大所述压电致动器（3）的推行行程的行程放大结构（5），各所述行程放大结构（5）一一对应设置于所述解耦结构（4）背离所述压电致动器（3）的一端，且与所述第二簧片（43）相连接，所述行程放大结构（5）包括主体部（51）和两个弹性连接件，其中一个弹性连接件分别与所述主体部（51）和外框（1）柔性连接，另一个弹性连接件分别与所述主体部（51）及所述中心运动平台（9）柔性连接。

3.根据权利要求2所述的微动平台，其特征在于，所述弹性连接件为球铰链，所述行程放大结构（5）与所述外框（1）、所述中心运动平台（9）通过球铰链连接，形成杠杆运动。

4.根据权利要求3所述的微动平台，其特征在于，两个所述球铰链的中心与所述主体部（51）的中心在一条直线上。

5.根据权利要求2或3所述的微动平台，其特征在于，所述微动平台还包括多个复位弹簧（6）；各所述复位弹簧（6）一端固定，另一端顶在所述行程放大结构（5）背离所述解耦结构（4）的一端。

6.根据权利要求5所述的微动平台，其特征在于，所述微动平台还包括活动件和固定于外框上的复位弹簧座（7），所述复位弹簧座（7）上设置有通孔，所述活动件设置于所述复位弹簧座（7）上，且可在所述通孔内移动，所述复位弹簧（6）的一端固定在所述活动件上。

7.根据权利要求5所述的微动平台，其特征在于，所述外框（1）上设置有多个安装槽，所述压电驱动模块还包括压电致动器安装座（2），所述压电致动器安装座（2）、所述解耦结构（4）、所述行程放大结构（5）和所述复位弹簧（6）一一对应设置于所述安装槽内，所述压电致动器（3）与所述压电致动器安装座（2）一一对应连接。

8.根据权利要求1所述的微动平台，其特征在于，所述微动平台还包括铰链结构（8），所述铰链结构（8）将所述外框（1）和所述中心运动平台（9）柔性连接，所述铰链结构（8）设置于相邻两个解耦结构（4）之间的拐角处。

9.根据权利要求1所述的微动平台，其特征在于，所述解耦结构（4）的连接块（41）包括主体连接部和延伸部，所述主体连接部和所述延伸部相互连接形成T型结构，所述主体连接部连接于所述压电致动器（3）和所述延伸部之间，所述第一簧片（42）设置于所述延伸部的相对两侧，所述第二簧片（43）设置于所述延伸部背离所述主体连接部的一端。

10.根据权利要求1所述的微动平台，其特征在于，所述第二簧片（43）沿所述压电致动器（3）的致动方向设置，所述第一簧片（42）和所述第二簧片（43）相互垂直，且所述第一簧片（42）和所述第二簧片（43）均垂直于所述中心运动平台（9）的下底面。

11.根据权利要求1所述的微动平台，其特征在于，所述解耦结构（4）还包括解耦件（44），所述解耦件（44）设置于所述压电致动器（3）和所述连接块（41）之间，所述解耦件（44）包括：连接所述压电致动器（3）的第一安装件、第三簧片（45）、连接所述连接块（41）的第二安装件；所述第三簧片（45）分别连接所述第一安装件和第二安装件。

12.根据权利要求11所述的微动平台，其特征在于，所述第三簧片（45）与所述第一簧片（42）和所述第二簧片（43）均垂直，并与所述压电致动器（3）的中心在同一水平面上；且所述第三簧片（45）平行于所述中心运动平台（9）的下底面。

13.根据权利要求2所述的微动平台，其特征在于，设定依次连接的所述压电驱动模块、所述解耦结构（4）和所述行程放大结构（5）为一个子结构；所述中心运动平台（9）的外轮廓为多边形，沿平行所述多边形各边的方向上一一设置有所述子结构；所有所述子结构沿顺时针或沿逆时针方向依次布置；相应地，所有所述压电驱动模块均沿顺时针或均沿逆时针方向运动，且每一子结构中，所述解耦结构（4）和所述行程放大结构（5）对应位于各所述压电驱动模块的前端。

14.根据权利要求2所述的微动平台，其特征在于，设定依次连接的所述压电驱动模块、所述解耦结构（4）和所述行程放大结构（5）为一个子结构；所述中心运动平台（9）的外轮廓为偶数条边的多边形，沿平行所述多边形各边的方向上一一设置有所述子结构，位于对边上的两个所述压电驱动模块运动方向相同，且每一子结构中，所述解耦结构（4）和所述行程放大结构（5）对应位于各所述压电驱动模块的前端。

15.根据权利要求2所述的微动平台，其特征在于，设定依次连接的所述压电驱动模块、所述解耦结构（4）和所述行程放大结构（5）为一个子结构；所述中心运动平台（9）的外轮廓为三角形，沿平行所述三角形的三条边的方向上一一设置有所述子结构；所有所述子结构中，其中两个所述压电驱动模块均沿顺时针或均沿逆时针方向运动，另外一个所述压电驱动模块沿与前两个所述压电驱动模块相反的方向运动。

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