CN116608237B - 一种阻尼减振结构及微动台 - Google Patents
一种阻尼减振结构及微动台 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及微动台技术领域,公开一种阻尼减振结构及微动台。其中阻尼减振结构包括框体、内核和驱动装置。内核设置于框体内;驱动装置安装于框体上,驱动装置包括第一驱动组件,第一驱动组件用于驱动内核沿第一方向移动;第一驱动组件包括第一压电薄膜片、两个第一柔性片和两个第一支撑件,两个第一柔性片位于内核沿第一方向的两侧,且第一柔性片连接于框体;第一柔性片靠近内核的一侧连接有第一支撑件,第一支撑件抵接于内核,且第一支撑件能够相对内核的侧壁滑动;至少一个第一柔性片背离内核的一侧连接有第一压电薄膜片。本发明实现了对动子进行主动减振,响应及时,提高减振效率提高微动台的移动精度。
Description
技术领域
本发明涉及微动台技术领域,尤其涉及一种阻尼减振结构及微动台。
背景技术
在集成电路制造领域,精密运动台技术是装备制造系统的核心技术,一直受到行业内的高度重视。在精密运动系统中,运动台往往会受到一定幅值的振动影响,这种振动会对精度和稳定性带来较大的影响,尤其是对高精度超高精度要求的运动台,特别是对纳米级甚至是亚纳米级的运动台造成的干扰更是巨大,因此需要专门的装置或措施,来尽可能地降低运动台受到的振动影响,提高定位精度和位置稳定性。
通常的精密运动系统采用减振器来抵消运动台往外界或外界往运动台的振动传播,这种方式用于阻隔外界与运动台之间的振动传递从而消除相互之间的振动影响;另外,也有精密运动系统采用平衡质量组件充当反力引导机构来抵消运动过程中的振动影响,此种消除振动影响的措施依赖的是动量定理,虽然可以解决较大幅值的振动影响,但由于平面运动台运动过程中抖动幅值较大,实际的减振功效存在着极限,无法将振动幅值更进一步降低。
通常的微动台降低振动影响的手段是在动子上增加阻尼质量块,但由于阻尼质量块的减振方式是被动性质的,即在动子振动激起的初始阶段存在着一小段响应延迟时间,反应滞后;这就导致阻尼质量块的减振设计,一方面响应时间偏长,实际减振作用的效率较差,另一方面未能大幅有效地削弱振动的幅值,且对振动幅值的削弱作用存在下限、不能进一步增强,都影响着这种被动减振设计在高精度超高精度运动台的实际应用拓展。
基于此,亟需一种阻尼减振结构及微动台,以解决上述存在的问题。
发明内容
基于以上所述,本发明的目的在于提供一种阻尼减振结构及微动台,实现了对动子进行主动减振,响应及时,提高减振效率提高微动台的移动精度。
为达上述目的,本发明采用以下技术方案:
一方面,提供一种阻尼减振结构,包括:
框体;
内核,其设置于所述框体内;
驱动装置,其安装于所述框体上,所述驱动装置包括第一驱动组件,所述第一驱动组件用于驱动所述内核沿第一方向移动;
所述第一驱动组件包括第一压电薄膜片、两个第一柔性片和两个第一支撑件,两个所述第一柔性片位于所述内核沿所述第一方向的两侧,且所述第一柔性片连接于所述框体;
所述第一柔性片靠近所述内核的一侧连接有所述第一支撑件,所述第一支撑件抵接于所述内核,且所述第一支撑件能够相对所述内核的侧壁滑动;
至少一个所述第一柔性片背离所述内核的一侧连接有所述第一压电薄膜片。
作为一种阻尼减振结构的优选技术方案,所述驱动装置还包括第二驱动组件和/或第三驱动组件,所述第二驱动组件用于驱动所述内核沿第二方向移动,所述第三驱动组件用于驱动所述内核沿第三方向移动,所述第一方向、所述第二方向、所述第三方向两两垂直。
作为一种阻尼减振结构的优选技术方案,所述第一压电薄膜片为两个,两个所述第一柔性片背离所述内核的一侧均连接有所述第一压电薄膜片,且两个所述第一压电薄膜片的施加电压方向相反。
作为一种阻尼减振结构的优选技术方案,两个所述第一压电薄膜片相互串联或并联,两个所述第一压电薄膜片的施加电压值相同。
作为一种阻尼减振结构的优选技术方案,所述第一支撑件为陶瓷片。
作为一种阻尼减振结构的优选技术方案,所述第一支撑件为凸字型的结构,所述第一支撑件的小端连接于所述第一柔性片的中心,所述第一支撑件的大端抵接于所述内核。
作为一种阻尼减振结构的优选技术方案,所述第一支撑件粘结于所述第一柔性片,所述第一压电薄膜片粘结于所述第一柔性片,所述第一柔性片通过螺钉连接于所述框体。
另一方面,提供一种微动台,包括定子和动子,所述微动台还包括加速度传感器、功率放大器和以上任一方案所述的阻尼减振结构,所述动子设置在所述定子上方,所述加速度传感器设置于所述动子上,所述加速度传感器用于检测所述动子的加速度,所述阻尼减振结构与所述动子连接,所述阻尼减振结构通过所述功率放大器电连接于所述加速度传感器。
作为一种微动台的优选技术方案,还包括控制器,所述动子上均匀设置有至少三个所述阻尼减振结构,且所述阻尼减振结构中的驱动装置还包括第二驱动组件和第三驱动组件,所述微动台包括至少三个所述功率放大器,所述功率放大器与所述阻尼减振结构一一对应,所述控制器分别与所述加速度传感器、所述功率放大器电连接。
作为一种微动台的优选技术方案,所述阻尼减振结构与所述动子间还设有阻尼块。
本发明的有益效果为:
本发明提供一种阻尼减振结构,其中,当第一压电薄膜片施加正电压或负电压时,第一压电薄膜片的弯曲曲率能够产生变化,第一压电薄膜片带动第一柔性片弯曲以及改变第一柔性片的张紧状态,并通过第一支撑件驱动内核沿第一方向移动。相对现有技术中阻尼减振块的结构,内核的移动为驱动装置主动控制,因此该阻尼减振结构能够进行主动减振,且实现了内核沿第一方向的移动,进而实现第一方向的减振。
本发明提供一种微动台,工作时,加速度传感器首先获取到动子的加速度信息,将获取到的信号进行分析和计算,并根据计算结果向功率放大器发送信号,功率放大器通过放大作用后施加一个电压给阻尼减振结构,以使内核相对框体运动,内核滑移或振动反作用在框体上,使框体产生一个动量,框体的动量的大小与动子在对应位置的振动动量大小基本相等,但方向刚好相反;阻尼减振结构与动子的动量相互抵消,保护动子或阻尼减振结构避免振动冲击能量所带来的破坏影响,实现了对动子进行主动减振,相对现有技术被动的减振方式,响应及时,提高减振效率,且能够大幅有效地削弱振动的幅值,提高微动台的移动精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍,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,还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的阻尼减振结构的结构示意图之一;
图2是本发明实施例一提供的阻尼减振结构的部分结构示意图之一;
图3是本发明实施例一提供的阻尼减振结构的结构示意图之二;
图4是本发明实施例一提供的阻尼减振结构的部分结构示意图之二;
图5是本发明实施例一提供的阻尼减振结构的部分结构示意图之三;
图6是本发明实施例一提供的阻尼减振结构的第一驱动组件驱动内核的示意图;
图7是本发明另一实施例提供的阻尼减振结构的第一驱动组件驱动内核的示意图;
图8是本发明实施例一提供的阻尼减振结构的第一支撑件呈凸字型的示意图;
图9是本发明实施例二提供的微动台的结构示意图;
图10是本发明实施例二提供的微动台的电路示意图;
图11是本发明实施例三提供的微动台的结构示意图;
图12是本发明实施例三提供的微动台的电路示意图。
图中标记如下:
10、阻尼减振结构;20、定子;30、动子;40、阻尼块;50、加速度传感器;60、功率放大器;70、控制器;
1、框体;2、内核;3、驱动装置;31、第一驱动组件;311、第一压电薄膜片;312、第一柔性片;313、第一支撑件;32、第二驱动组件;33、第三驱动组件。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述和简化操作,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分,并没有特殊的含义。
实施例一
如图1和图2所示,本实施例提供一种阻尼减振结构10,该阻尼减振结构10包括框体1、内核2和驱动装置3。
具体地,内核2设置于框体1内;驱动装置3安装于框体1上,驱动装置3包括第一驱动组件31,第一驱动组件31用于驱动内核2沿第一方向移动。本实施例中第一方向为X,第一驱动组件31能够驱动内核2沿第一方向移动。
本实施例中,内核2和框体1均呈长方体,内核2各侧壁和框体1相对的侧壁平行设置,框体1设置有两个面,两面均设置有开口,形成一组相对的开口,为第一开口。内核2设置在框体1的腔体内,框体1的腔体通过第一开口与外部相通。进一步地,第一驱动组件31设置在第一开口上。
进一步地,第一驱动组件31包括第一压电薄膜片311、两个第一柔性片312和两个第一支撑件313,两个第一柔性片312位于内核2沿第一方向的两侧,且第一柔性片312连接于框体1;第一柔性片312靠近内核2的一侧连接有第一支撑件313,第一支撑件313抵接于内核2,且第一支撑件313能够相对内核2的侧壁滑动;至少一个第一柔性片312背离内核2的一侧连接有第一压电薄膜片311。其中,第一压电薄膜片311和第一柔性片312均与第一方向正交,第一柔性片312处于预弯曲张紧状态,两个第一柔性片312的弯曲方向刚好相反,且均朝向远离内核2凸出,从而保证第一支撑件313紧贴内核2沿第一方向的两侧,以保持内核2在第一方向上的位置。当第一压电薄膜片311施加正电压或负电压时,第一压电薄膜片311的弯曲曲率能够产生变化,第一压电薄膜片311带动第一柔性片312弯曲以及改变第一柔性片312的张紧状态,并通过第一支撑件313驱动内核2沿第一方向移动。相对现有技术中阻尼减振块的结构,内核2的移动为驱动装置3主动控制,因此该阻尼减振结构10能够进行主动减振,且实现了内核2沿第一方向的移动,进而实现第一方向的减振。
如图3-图7所示,优选地,驱动装置3还包括第二驱动组件32和/或第三驱动组件33,第二驱动组件32用于驱动内核2沿第二方向移动,第三驱动组件33用于驱动内核2沿第三方向移动,第一方向、第二方向、第三方向两两垂直。本实施例中,第一方向为X,第二方向为Y,第三方向为Z。第二驱动组件32能够驱动内核2沿第二方向移动,第三驱动组件33能够驱动内核2沿第三方向移动,相对现有技术中阻尼减振块的结构,内核2的移动为驱动装置3主动控制,因此该阻尼减振结构10能够进行主动减振,且实现了内核2沿任意方向的移动,进而实现任意方向的减振。
本实施例中,框体1设置有六个面,每个面均设置有开口,共形成三组相对的开口,分别为沿第一方向的第一开口、沿第二方向的第二开口和沿第三方向的第三开口,内核2设置在框体1的腔体内,框体1的腔体通过三对开口与外部相通。进一步地,第一驱动组件31设置在第一开口上;第二驱动组件32设置在第二开口上,第三驱动组件33设置在第三开口上。
进一步地,第二驱动组件32包括第二压电薄膜片、两个第二柔性片和两个第二支撑件,两个第二柔性片位于内核2沿第二方向的两侧,且第二柔性片连接于框体1;第二柔性片靠近内核2的一侧连接有第二支撑件,第二支撑件抵接于内核2,且第二支撑件能够相对内核2的侧壁滑动;至少一个第二柔性片背离内核2的一侧连接有第二压电薄膜片。其中,第二压电薄膜片和第二柔性片均与第二方向正交,第二柔性片处于预弯曲张紧状态,两个第二柔性片的弯曲方向刚好相反,从而保证第二支撑件紧贴内核2沿第二方向的两侧,以保持内核2在第二方向上的位置。当第二压电薄膜片施加正电压或负电压时,第二压电薄膜片的弯曲曲率能够产生变化,第二压电薄膜片带动第二柔性片弯曲以及改变第二柔性片的张紧状态,并通过第二支撑件驱动内核2沿第二方向移动。
第三驱动组件33包括第三压电薄膜片、两个第三柔性片和两个第三支撑件,两个第三柔性片位于内核2沿第三方向的两侧,且第三柔性片连接于框体1;第三柔性片靠近内核2的一侧连接有第三支撑件,第三支撑件抵接于内核2,且第三支撑件能够相对内核2的侧壁滑动;至少一个第三柔性片背离内核2的一侧连接有第三压电薄膜片。其中,第三压电薄膜片和第三柔性片均与第三方向正交,第三柔性片处于预弯曲张紧状态,两个第三柔性片的弯曲方向刚好相反,从而保证第三支撑件紧贴内核2沿第三方向的两侧,以保持内核2在第三方向上的位置。当第三压电薄膜片施加正电压或负电压时,第三压电薄膜片的弯曲曲率能够产生变化,第三压电薄膜片带动第三柔性片弯曲以及改变第三柔性片的张紧状态,并通过第三支撑件驱动内核2沿第三方向移动。由于第一支撑件313、第二支撑件和第三支撑件均能相对内核2侧壁滑动,故任意方向的运动不会制约到其他两个方向。
本实施例中,内核2的六个面均设置有凸台,内核2通过凸台抵接于第一支撑件313、第二支撑件和第三支撑件。
进一步优选地,第一压电薄膜片311为两个,两个第一柔性片312背离内核2的一侧均连接有第一压电薄膜片311,且两个第一压电薄膜片311的施加电压方向相反。两个第一压电薄膜片311在空间中大致是镜像对称布置的,其中一个第一压电薄膜片311通入正向电压,另一个第一压电薄膜片311通入反向电压,通入正向电压的第一压电薄膜片311的弯曲曲率变大,通入反向电压的第一压电薄膜片311的弯曲曲率则变小;两个第一压电薄膜片311的弯曲曲率的改变,同时也带动各自依附的第一柔性片312的预弯曲张紧状态的改变,两个第一柔性片312的弯曲张紧状态则是一张一合,或者是一合一张;由于两个第一柔性片312在空间布置中的弯曲方向相反,因此两个第一柔性片312的弯曲变形是朝向同一个方向的,并通过各自附着的第一支撑件313共同推动内核2往一个方向移动。
本实施例中,两个第一压电薄膜片311相互串联或并联,两个第一压电薄膜片311的施加电压值相同。本实施例中,如图6所示,两个第一压电薄膜片311之间的电极连接采用反向串联的接线方式。通过第一驱动组件31的两个第一压电薄膜片311的电极的反向串联连接,可以保证两个第一压电薄膜片311同时往一个方向弯曲变形,而不是同时往相反的方向弯曲变形,这样更加有力地推动内核2沿着第一方向的正向或负向移动,提高内核2沿第一方向的移动精度。在其他实施例中,如图7所示,两个第一压电薄膜片311之间的电极连接采用反向并联的接线方式;此种接线方式的目的,与反向串联的接线方式类似,效果相同。采用反向并联的接线方式,第一压电薄膜片311的正、负极都可以外接,可以将预弯曲变形产生的多余电荷通过外接线路导引出去,有利于保护第一压电薄膜片311的正常使用功能和使用寿命。
本实施例中,通电主要是改变第一压电薄膜片311两个极性面的正、负电荷分布情况,从而改变第一压电薄膜片311的弯曲曲率;正电荷分布越密集的极性面,向外凸起的弯曲曲率越大,而负电荷分布越密集的极性面,向内凹陷的弯曲曲率也越大;因此,通入外接电压,增强某处第一压电薄膜片311两个极性面之间的电压,即可增大该第一压电薄膜片311的弯曲曲率,反之,削弱某处第一压电薄膜片311两个极性面之间的电压,即可减小该第一压电薄膜片311的弯曲曲率。需要说明的,两个第一压电薄膜片311的电极和施加电压方向不限于上述描述,也可以是其他形式,满足两个第一压电薄膜片311同时往一个方向弯曲变形即可。
同理,第二压电薄膜片也为两个,两个第二柔性片背离内核2的一侧均连接有第二压电薄膜片,且两个第二压电薄膜片的施加电压方向相反。第三压电薄膜片为两个,两个第三柔性片背离内核2的一侧均连接有第三压电薄膜片,且两个第三压电薄膜片的施加电压方向相反。
故本实施例中第一压电薄膜片311、第二压电薄膜片和第三压电薄膜片的数量设置包含以下8种情况:
(1)第一压电薄膜片311为1个,第二压电薄膜片为1个,第三压电薄膜片为1个;
(2)第一压电薄膜片311为1个,第二压电薄膜片为1个,第三压电薄膜片为2个;
(3)第一压电薄膜片311为1个,第二压电薄膜片为2个,第三压电薄膜片为1个;
(4)第一压电薄膜片311为1个,第二压电薄膜片为2个,第三压电薄膜片为2个;
(5)第一压电薄膜片311为2个,第二压电薄膜片为1个,第三压电薄膜片为1个;
(6)第一压电薄膜片311为2个,第二压电薄膜片为1个,第三压电薄膜片为2个;
(7)第一压电薄膜片311为2个,第二压电薄膜片为2个,第三压电薄膜片为1个;
(8)第一压电薄膜片311为2个,第二压电薄膜片为2个,第三压电薄膜片为2个。
优选地,第一支撑件313、第二支撑件和第三支撑件均为陶瓷片。陶瓷片相对金属片,陶瓷片具有更低的摩擦系数且硬度高,在使用过中更耐磨,陶瓷材料可以为氧化铝、碳化硅、氧化锆等。在第一驱动组件31的两个第一压电薄膜片311的驱动下,内核2沿着第一方向移动的过程中,第二驱动组件32的两个第二支撑件和第三驱动组件33的两个第三支撑件则起到第一方向上的导向作用,即第二支撑件和内核2的凸台之间与第三支撑件和内核2的凸台之间在第一方向上发生了相对滑移。同理,在第二驱动组件32的第二压电膜片驱动内核2沿着第二方向移动的过程中,第一支撑件313和第三支撑件则起到了第二方向上的导向作用;在第三驱动组件33的第三压电膜片驱动内核2沿着第三方向移动的过程中,第一支撑件313和第二支撑件则起到了第三方向上的导向作用。
需要特别说明的是,第一驱动组件31、第二驱动组件32、第三驱动组件33可以是同样的设计和选型,也可以是不一样的设计、选型,具体可根据实际需求进行差异化设计或选型。第一压电薄膜片311、第二压电薄膜片、第三压电薄膜片,可以是同样的设计参数,也可以是不同的设计参数,具体根据实际需求进行设计参数选择;同样的,第一支撑片、第二支撑片、第三支撑片,可以是同样的材料和设计尺寸,也可以是不同的材料或设计尺寸,具体根据实际需求进行选择和设计。
优选地,如图8所示,第一支撑件313为凸字型的结构,第一支撑件313的小端连接于第一柔性片312的中心,减小了第一支撑件313与第一柔性片312的连接面积,提高了第一柔性片312及第一压电薄膜片311的弯曲可使用面积,第一支撑件313的大端抵接于内核2,增大了第一支撑件313与内核2的凸台的接触面积,增强了第一支撑片和第一柔性片312对内核2的姿态的保持能力。
同理,第二支撑件为凸字型的结构,第二支撑件的小端连接于第二柔性片的中心,第二支撑件的大端抵接于内核2。第三支撑件为凸字型的结构,第三支撑件的小端连接于第三柔性片的中心,第三支撑件的大端抵接于内核2。
本实施例中,如图3-图5所示,第一支撑件313粘结于第一柔性片312,第一压电薄膜片311粘结于第一柔性片312远离第一支撑件313的一面,第一柔性片312通过螺钉连接于框体1,实现了第一驱动组件31安装于框体1上。第二支撑件粘结于第二柔性片,第二压电薄膜片粘结于第二柔性片远离第二支撑件的一面,第二柔性片通过螺钉连接于框体1,实现了第二驱动组件32安装于框体1上。第三支撑件粘结于第三柔性片,第三压电薄膜片粘结于第三柔性片远离第三支撑件的一面,第三柔性片通过螺钉连接于框体1,实现了第三驱动组件33安装于框体1上。
实施例二
如图9所示,本实施例提供一种微动台,微动台包括定子20、动子30、加速度传感器50、功率放大器60和实施例一中的阻尼减振结构10,动子30设置在定子20上方,加速度传感器50设置于动子30上,加速度传感器50用于检测动子30的加速度,阻尼减振结构10与动子30连接,阻尼减振结构10通过功率放大器60电连接于加速度传感器50。
工作时,加速度传感器50首先获取到动子30的加速度信息,将获取到的信号进行分析和计算,并根据计算结果向功率放大器60发送信号,功率放大器60通过放大作用后施加一个电压给阻尼减振结构10,以使内核2相对框体1运动,内核2滑移或振动反作用在框体1上,使框体1产生一个动量,框体1的动量的大小与动子30在对应位置的振动动量大小基本相等,但方向刚好相反;阻尼减振结构10与动子30的动量相互抵消,保护动子30或阻尼减振结构10避免振动冲击能量所带来的破坏影响,实现了对动子30进行主动减振,相对现有技术被动的减振方式,响应及时,提高减振效率,且能够大幅有效地削弱振动的幅值,提高微动台的移动精度。
例如,本实施例中,微动台的动子30相对定子20沿着第一方向运动,主要的振动方向为第一方向,仅用到了阻尼减振装置的第一驱动组件31;阻尼减振装置布置在动子30上,加速度传感器50布置在微动台的动子30上,用于检测动子30在运动方向上的加速度信息;功率放大器60通过线缆连接加速度传感器50和阻尼减振装置的第一驱动组件31。
如图6、图9和图10所示,在动子30沿第一方向运动时,加速度传感器50首先获取到动子30的加速度信息,并发送信号给到功率放大器60,通过放大作用后,功率放大器60施加一个电压信号输入到第一驱动组件31的第一压电薄膜片311上;第一压电薄膜片311发生弯曲曲率的变化,改变了第一柔性片312的预弯曲张紧状态,通过第一支撑件313推动内核2相对框体1产生沿着第一方向的滑移或振动;内核2滑移或振动的动量大小,与微动台的动子30振动的动量大小基本相等,但运动方向刚好相反。也就是说,通过阻尼减振结构10与微动台的动子30之间的振动的相抵冲,起到拉扯作用,来降低动子30受到的振动影响。
优选地,阻尼减振结构10与动子30间还设有阻尼块40,阻尼块40一侧粘结于动子30,一侧粘结于阻尼减振结构10。由于阻尼块40夹杂在阻尼减振结构10与微动台动子30之间,而阻尼块40具有变形吸能耗能的功能,最终的振动能量则会由阻尼块40吸收耗散掉,保护动子30或减振装置避免振动冲击能量所带来的破坏影响,其中阻尼块40为现有技术,其具体结构及原理此处不再赘述。
实施例三
如图11和图12所示,本实施例提供一种微动台,本实施例提供的微动台与实施例二基本相同,仅阻尼减振结构10的布置形式存在部分差异,本实施例不再对与实施例二相同的结构进行赘述。
具体地,微动台还包括控制器70,动子30上均匀设置有至少三个阻尼减振结构10,且阻尼减振结构10的驱动装置3包括第一驱动组件31、第二驱动组件32和第三驱动组件33,第一驱动组件31用于驱动内核2沿第一方向移动,第二驱动组件32用于驱动内核2沿第二方向移动,第三驱动组件33用于驱动内核2沿第三方向移动,微动台包括至少三个功率放大器60,功率放大器60与阻尼减振结构10一一对应,控制器70分别与加速度传感器50、功率放大器60电连接。
本实施例中,微动台包括四个阻尼减振结构10、四个阻尼块40和四个功率放大器60,动子30为矩形,四个阻尼减振结构10分布在动子30的上表面,并分别通过阻尼块40与动子30连接,四个阻尼减振结构10呈矩形排布,分别位于矩形四角处;四个功率放大器60分别通过线缆连接于四个阻尼减振结构10的第一驱动组件31、第二驱动组件32和第三驱动组件33,功率放大器60具备三路输出通道,每个功率放大器60可以同时向一个阻尼减振结构10的第一驱动组件31、第二驱动组件32和第三驱动组件33供电,以使四个阻尼减振结构10能够单独控制。
工作时,如图5、图6、图11和图12所示,加速度传感器50首先获取到动子30的加速度信息,并发送信号给到控制器70,控制器70将获取到的信号进行分析和计算,并根据解算结果分别向四个功率放大器60发送信号。功率放大器60通过放大作用后分别施加一个电压信号输入到第一驱动组件31、第二驱动组件32和第三驱动组件33。第一压电薄膜片311发生弯曲曲率的变化,改变了第一柔性片312的预弯曲张紧状态,通过第一支撑片推动内核2相对框体1产生沿着第一方向的滑移或振动;第二压电薄膜片发生弯曲曲率的变化,改变了第二柔性片的预弯曲张紧状态,通过第二支撑片推动内核2相对框体1产生沿着第二方向的滑移或振动;第三压电薄膜片发生弯曲曲率的变化,改变了第三柔性片的预弯曲张紧状态,通过第三支撑片推动内核2相对框体1产生沿着第三方向的滑移或振动。
四个阻尼减振结构10滑移或振动反作用在框体1上,使之产生一个动量,该动量的大小与微动台动子30在对应位置的振动动量大小基本相等,但方向刚好相反;减振装置与动子30的动量相互抵消,最终的振动能量则会由阻尼块40吸收耗散掉,保护动子30或减振装置避免振动冲击能量所带来的破坏影响。
在本实施例中,每个阻尼减振结构10都可以独立起到X、Y、Z这三个平动方向的减振效果,抵消掉动子30在所在位置处的振动分量的幅值;另外,通过多个阻尼减振结构10对称布置在动子30上,利用这些阻尼减振结构10的相互组合,则可以在Rx、Ry、Rz三个方向上分别产生一个偏转力矩作用,抵消掉动子30在Rx、Ry、Rz三个转动方向上的振动影响。本实施例实现了既可以抑制三个平移方向上的振动,也可以抑制三个转动方向上的振动。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (9)
1.一种阻尼减振结构,其特征在于,包括:
框体(1);
内核(2),其设置于所述框体(1)内;
驱动装置(3),其安装于所述框体(1)上,所述驱动装置(3)包括第一驱动组件(31),所述第一驱动组件(31)用于驱动所述内核(2)沿第一方向移动;
所述第一驱动组件(31)包括第一压电薄膜片(311)、两个第一柔性片(312)和两个第一支撑件(313),两个所述第一柔性片(312)位于所述内核(2)沿所述第一方向的两侧,且所述第一柔性片(312)连接于所述框体(1);
所述第一柔性片(312)靠近所述内核(2)的一侧连接有所述第一支撑件(313),所述第一支撑件(313)抵接于所述内核(2),且所述第一支撑件(313)能够相对所述内核(2)的侧壁滑动;
至少一个所述第一柔性片(312)背离所述内核(2)的一侧连接所述第一压电薄膜片(311);
所述驱动装置(3)还包括第二驱动组件(32)和/或第三驱动组件(33),所述第二驱动组件(32)用于驱动所述内核(2)沿第二方向移动,所述第三驱动组件(33)用于驱动所述内核(2)沿第三方向移动,所述第一方向、所述第二方向、所述第三方向两两垂直。
2.根据权利要求1所述的阻尼减振结构,其特征在于,所述第一压电薄膜片(311)为两个,两个所述第一柔性片(312)背离所述内核(2)的一侧均连接有所述第一压电薄膜片(311),且两个所述第一压电薄膜片(311)的施加电压方向相反。
3.根据权利要求2所述的阻尼减振结构,其特征在于,两个所述第一压电薄膜片(311)相互串联或并联,两个所述第一压电薄膜片(311)的施加电压值相同。
4.根据权利要求1所述的阻尼减振结构,其特征在于,所述第一支撑件(313)为陶瓷片。
5.根据权利要求1所述的阻尼减振结构,其特征在于,所述第一支撑件(313)为凸字型的结构,所述第一支撑件(313)的小端连接于所述第一柔性片(312)的中心,所述第一支撑件(313)的大端抵接于所述内核(2)。
6.根据权利要求1所述的阻尼减振结构,其特征在于,所述第一支撑件(313)粘结于所述第一柔性片(312),所述第一压电薄膜片(311)粘结于所述第一柔性片(312),所述第一柔性片(312)通过螺钉连接于所述框体(1)。
7.一种微动台,包括定子(20)和动子(30),其特征在于,所述微动台还包括加速度传感器(50)、功率放大器(60)和如权利要求1-6任一项所述的阻尼减振结构,所述动子(30)设置在所述定子(20)上方,所述加速度传感器(50)设置于所述动子(30)上,所述加速度传感器(50)用于检测所述动子(30)的加速度,所述阻尼减振结构与所述动子(30)连接,所述阻尼减振结构通过所述功率放大器(60)电连接于所述加速度传感器(50)。
8.根据权利要求7所述的微动台,其特征在于,还包括控制器(70),所述动子(30)上均匀设置有至少三个所述阻尼减振结构,且所述阻尼减振结构中的驱动装置(3)还包括第二驱动组件(32)和第三驱动组件(33),所述微动台包括至少三个所述功率放大器(60),所述功率放大器(60)与所述阻尼减振结构一一对应,所述控制器(70)分别与所述加速度传感器(50)、所述功率放大器(60)电连接。
9.根据权利要求7或8所述的微动台,其特征在于,所述阻尼减振结构与所述动子(30)间还设有阻尼块(40)。
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