CN2510230Y - 纳米级位置定位装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种纳米级位置定位装置。它具有恒温室,在恒温室内设有粗级定位装置和纳米级定位装置,粗级定位装置为滚珠丝杆,纳米级定位装置具有工作腔壳体,在工作腔内设有变形体,变形体两侧设有变形体支撑块,变形体支撑块两侧和变形体一端分别设有隔热板,在变形体上设有温度感知器,在变形体一端设有位移感知器,在变形体支撑块上设有两调温管道,在两调温管道一端设有调温器。本实用新型的优点是:1)变形体的热位移直接作为纳米位移驱动器,从而减少许多中间链路,提高定位精度;2)变形体取材容易,价格适中;3)采取二级定位,一级为粗定位,一级为纳米级定位;4)通过二级温度控制,实现对变形体热位移的控制,并达到稳定且较高的控制精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种纳米级位置定位装置。
背景技术
随着科学技术的快速发展，在超精密加工、纳米技术等领域，迫切需要纳米级位置定位装置。因压电陶瓷具有较好的微位移特性和可控性，故以压电陶瓷为驱动器的基于弹性铰链支撑的微位移定位机构，是当前在微位移定位领域用得最多的一种，但它存在二方面的缺点，一是刚度不够，二是频响太慢，如果提高频响，将会影响刚度和定位精度；超磁致伸缩材料因性能重复性好，一般用作换能器，其定位精度在10-1μm左右，如果要求实现这一定位精度或者更高的，必须考虑超磁致伸缩材料被驱动时线圈和超磁致伸缩材料的发热，只有具备严格的热位移补偿措施，才能达到规定的精度要求。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种纳米级位置定位装置。
它具有恒温室，在恒温室内设有粗级定位装置和纳米级定位装置，粗级定位装置为滚珠丝杆，纳米级定位装置具有工作腔壳体，在工作腔内设有变形体，变形体两侧设有变形体支撑块，变形体支撑块两侧和变形体一端分别设有隔热板，在变形体上设有感知器，在变形体一端设有位移感知器，在变形体支撑块上设有两调温管道，在两调温管道一端设有调温器。
本实用新型的优点是：
1)变形体的热位移直接作为纳米位移驱动器，从而减少许多中间链路，提高定位精度，并且对热位移的研究，从被动转向主动；
2)变形体的刚度，直接影响纳米级定位机构的刚度，纳米级定位机构要求变形体线膨胀系数小，且有一定的刚度，这样的变形体取材容易，价格适中；
3)采取二级定位，一级为粗定位，一级为纳米级定位，从而解决定位速度快和定位精度高之间的矛盾；
4)通过二级温度控制，特别是通过控制流过管道液体的温度，进而改变纳米级定位机构工作腔的温度场，从而实现对变形体热位移的控制，并达到稳定且较高的控制精度。
附图说明
附图是纳米级位置定位装置的结构示意图。
具体实施方式
纳米级位置定位装置具有恒温室1，在恒温室内设有粗级定位装置和纳米级定位装置，粗级定位装置为滚珠丝杆7，纳米级定位装置具有工作腔壳体4，在工作腔内设有变形体10，变形体两侧设有变形体支撑块，变形体支撑块两侧和变形体一端分别设有隔热板13、6、2，在变形体上设有温度感知器5，在变形体一端设有位移感知器9，在变形体支撑块上设有两调温管道11、3，在调温管道11一端设有调温器12，调温管道3一端设有调温器8。
如图所示，粗级定位装置，由滚珠丝杆完成，在粗定位完成后锁定滚珠丝杆；纳米级定位装置，主要由温度感知器、位移感知器、变形体、隔热层、管道、调温器、调温液等组成，调温液一般采用水或油。纳米级定位工作腔放在恒温室内，通过控制管道内流动液体的温度进而改变工作腔内的温度场，利用工作腔内变形体的热胀冷缩特性，实现纳米级定位。为了提高可控性，通过恒温室的管道和纳米级工作腔内外壁涂有隔热材料，并把控制温度的执行元件移到恒温室外，从而解决执行元件，如半导体致冷器的散热或者发热问题。为达到纳米级定位的目的，把位移感知器和温度感知器作为反馈信号，构成闭环控制装置。因温度和热位移都有一定的滞后性，采用具有预测功能的智能控制算法进行控制。要求位移感知器和温度感知器达到规定的精度，位移感知器可采用纳米电容传感器或激光测量装置等，温度感知器可采用热电偶、热电阻或半导体测温器件等。
Claims (3)
1.纳米级位置定位装置，其特征在于它具有恒温室[1]，在恒温室内设有粗级定位装置和纳米级定位装置，粗级定位装置为滚珠丝杆[7]，纳米级定位装置具有工作腔壳体[4]，在工作腔内设有变形体[10]，变形体两侧设有变形体支撑块，变形体支撑块两侧和变形体两端分别设有隔热板[13]、[6]、[2]，在变形体上设有温度感知器[5]，在变形体一端设有位移感知器[9]，在变形体支撑块上设有两调温管道[11]、[3]，在调温管道[11]一端设有调温器[12]，调温管道[3]一端设有调温器[8]。
2.根据权利要求1所述的一种纳米级位置定位装置，其特征在于所说的温度感知器采用热电偶、热电阻或半导体测温器件。
3.根据权利要求1所述的一种纳米级位置定位装置，其特征在于所说的位移感知器采用纳米电容传感器或激光测量装置。
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Publications (1)
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| CN2510230Y true CN2510230Y (zh) | 2002-09-11 |
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| CN 01274018 Expired - Lifetime CN2510230Y (zh) | 2001-11-13 | 2001-11-13 | 纳米级位置定位装置 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN2510230Y (zh) |
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2001
- 2001-11-13 CN CN 01274018 patent/CN2510230Y/zh not_active Expired - Lifetime
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