KR20150134752A - A flexure-based monolithic parallel stage for two axes driven by differential forces - Google Patents

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KR20150134752A KR1020140061948A KR20140061948A KR20150134752A KR 20150134752 A KR20150134752 A KR 20150134752A KR 1020140061948 A KR1020140061948 A KR 1020140061948A KR 20140061948 A KR20140061948 A KR 20140061948A KR 20150134752 A KR20150134752 A KR 20150134752A
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Abstract

The present invention relates to a flexure-based monolithic parallel stage for two axes driven by differential forces. Piezoelectric drive parts, which are driven by a piezoelectric actuator, are arranged on four surfaces of a moving part, and each of the piezoelectric drive part is coupled and connected to a base through elastic hinges, thereby allowing the starting point of the moving part to be in the center and allowing the moving part to move in two axial directions (X, Y directions) by differential forces, which are the gravitational difference between the piezoelectric drive parts.

Description

단일체로 가공된 차분력 구동형 탄성힌지 기반 2축 병렬 스테이지 {A flexure-based monolithic parallel stage for two axes driven by differential forces}[0001] The present invention relates to a two-axis, parallel-stage, differential-driven, elastic hinge-

본 발명은 단일체로 가공된 차분력 구동형 탄성힌지 기반 2축 병렬 스테이지에 관한 것으로서, 이동부의 4면에 압전 구동부가 배치되고 각각의 압전 구동부들은 탄성힌지로 베이스에 결합되어 연결됨으로써, 이동부의 원점이 중심에 있고 압전 구동부들의 인력의 차이인 차분력에 의해 이동부가 2축 방향으로 이동될 수 있는 단일체로 가공된 차분력 구동형 탄성힌지 기반 2축 병렬 스테이지에 관한 것이다.
[0001] The present invention relates to a differential force driven elastic hinge-based two-axis parallel stage fabricated as a single body, in which piezoelectric actuating parts are disposed on four sides of a moving part and each of the piezoelectric actuating parts is connected to a base by an elastic hinge, Driven two-axis parallel stage driven by a differential force driven type, in which the movable part can be moved in the two-axis direction by a differential force which is the center of the piezoelectric actuators and which is the difference between the attraction forces of the piezoelectric actuators.

일반적으로 초정밀 위치결정기구는 압전소자 또는 전자기력을 이용해 물체를 탑재한 이동부에 힘을 가하여 인가된 힘이 원하는 방향으로 작동하도록 간단한 탄성체에 의한 스프링기구를 이용하여 운동을 안내하였다.In general, a super-precision positioning mechanism uses a piezoelectric element or electromagnetic force to apply a force to a moving part on which an object is mounted, and guides the motion using a spring mechanism by a simple elastic body so that the applied force works in a desired direction.

그런데 압전소자에 의해 구동되는 압전구동 스테이지의 원점은 중심에 위치하지 않도록 설계되어 있다. 이때, 원점이 스테이지의 중심에 있게 하기 위해서는 중앙에 배치된 이동부의 양측에 동일한 압전구동 메커니즘을 배치하여 여기에서 발생하는 힘의 차이인 즉 차분력에 의해 이동부를 구동시키는 방법이 제시되어 있다.However, the origin of the piezoelectric driving stage driven by the piezoelectric element is designed not to be located at the center. At this time, in order for the origin to be located at the center of the stage, the same piezoelectric driving mechanism is arranged on both sides of the moving part disposed at the center, and a method of driving the moving part by the difference of the force generated here,

이와 관련된 종래 기술로는 한국등록특허(10-1066846)인 "압전구동식 초정밀 스캐너 구동장치 및 그 구동방법"이 개시되어 있다.A related art related to this is disclosed in Korean Patent No. 10-1066846 entitled " Piezoelectric driving type ultra precise scanner driving device and driving method thereof ".

그러나 이는 1축 방향으로만 이동부를 구동시킬 수 있도록 구성되어 있으며, 2축 구동 이상의 경우에는 아직 메커니즘이 개발되지 않은 상태이다.
However, this is configured to drive the moving part in only one axial direction, and in the case of two-axis driving or more, no mechanism has yet been developed.

KR 10-1066846 B1 (2011.09.16.)KR 10-1066846 B1 (September 16, 2011)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 이동부의 4면에 압전 구동부가 배치되고 각각의 압전 구동부들은 탄성힌지로 베이스에 결합되어 연결됨으로써, 이동부의 원점이 중심에 있고 압전 구동부들의 인력의 차이인 차분력에 의해 이동부가 2축 방향으로 이동될 수 있는 단일체로 가공된 차분력 구동형 탄성힌지 기반 2축 병렬 스테이지를 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a piezoelectric actuator in which four piezoelectric actuators are connected to a base by elastic hinges, Driven parallelepiped based on a differential force driven type elastic hinge, wherein the movable part can be moved in a biaxial direction by a differential force, which is the center of gravity of the piezoelectric actuators and is different from the attraction force of the piezoelectric actuators.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 단일체로 가공된 차분력 구동형 탄성힌지 기반 2축 병렬 스테이지는, 이동부; 상기 이동부의 4면에 각각 결합되어 서로 마주보는 방향으로 구동력을 발생시키는 압전 구동부; 상기 압전 구동부들에 각각 일측이 결합되고 베이스에 타측이 고정되어, 서로 마주보는 방향에 수직인 방향으로 상기 이동부 및 압전 구동부들이 이동 가능하게 형성되는 탄성힌지; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, a differential force driven type elastic hinge-based biaxial parallel stage manufactured as a single body of the present invention comprises a moving part; A piezoelectric driving unit coupled to four sides of the moving unit to generate a driving force in a direction opposite to each other; An elastic hinge having one end connected to the piezoelectric actuators and the other end fixed to the base, the actuators and the piezoelectric actuators being movable in a direction perpendicular to the directions facing each other; And a control unit.

또한, 상기 압전 구동부들과 이격되어 각각 연결부가 구비되며, 상기 탄성힌지는 한 쌍으로 형성되어 하나의 탄성힌지에 의해 연결부와 압전 구동부가 연결되고, 다른 하나의 탄성힌지에 의해 연결부와 베이스가 연결되며, 상기 한 쌍의 탄성힌지는 각각의 연결부들의 양단에 배치되어 8쌍으로 형성되는 것을 특징으로 한다.The elastic hinges are connected to each other by a pair of elastic hinges, and the connection part and the piezoelectric driving part are connected by the elastic hinge. The connection part and the base are connected to each other by the other elastic hinge. And the pair of elastic hinges are disposed at both ends of the respective connecting portions to form eight pairs.

또한, 상기 탄성힌지는 이동부 및 압전 구동부들이 배치된 평면에서 상기 압전 구동부의 바깥쪽에 배치되는 것을 특징으로 한다.The elastic hinge is disposed outside the piezoelectric driving unit in a plane in which the moving unit and the piezoelectric driving units are disposed.

또한, 상기 탄성힌지는 이동부 및 압전 구동부들이 배치된 평면에 수직으로 배치되는 것을 특징으로 한다.The elastic hinge may be disposed perpendicular to the plane on which the moving unit and the piezoelectric driving units are disposed.

또한, 상기 이동부, 압전 구동부들, 베이스 및 탄성힌지들은 단일체로 가공되는 것을 특징으로 한다.
In addition, the moving part, the piezoelectric driving parts, the base, and the elastic hinges are processed into a single body.

본 발명의 단일체로 가공된 차분력 구동형 탄성힌지 기반 2축 병렬 스테이지는 2축 방향으로 이동부를 이동시킬 수 있으며, 압전 구동부들의 차분력에 의해 구동되어 이동부의 원점이 중심에 있도록 할 수 있는 장점이 있다.The differential force driven elastic hinge-based biaxial parallel stage fabricated as a single body of the present invention can move the movable part in the biaxial direction and can be driven by the differential force of the piezoelectric actuators, .

또한, 탄성힌지를 수직방향으로 형성하여 입체형으로 구성할 수 있어, 구조상 또는 설치평면의 제약이 있는 경우 제작 및 설치가 용이한 장점이 있다.Further, since the elastic hinge can be formed in a vertical direction and can be formed in a three-dimensional shape, there is an advantage that it can be easily manufactured and installed when there is a restriction on the structure or the installation plane.

또한, 직렬형태로 형성되는 구동 메커니즘에 비해 위치오차의 누적이 없으며 컴팩트한 구조로서 강성이 큰 장점이 있다.
In addition, compared with the driving mechanism formed in a serial form, there is no accumulation of positional error, and a compact structure is advantageous in stiffness.

도 1 및 도 2는 본 발명의 단일체로 가공된 차분력 구동형 탄성힌지 기반 2축 병렬 스테이지의 제1실시예를 나타낸 사시도 및 상측 평면도.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 압전 구동부의 작동에 따른 이동부의 이동 원리를 나타낸 개략도.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 단일체로 가공된 차분력 구동형 탄성힌지 기반 2축 병렬 스테이지의 제2실시예를 나타낸 상측 평면도, 사시도 및 정면도.1 and 2 are a perspective view and a top plan view showing a first embodiment of a differential force driven elastic hinge-based biaxial parallel stage fabricated as a single body according to the present invention.
3 and 4 are schematic views showing a moving principle of a moving part according to the operation of the piezoelectric driving part according to the present invention.
FIGS. 5 to 7 are a top plan view, a perspective view, and a front view, respectively, showing a second embodiment of a differential force driven type elastic hinge-based biaxial parallel stage fabricated as a single body of the present invention.

이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 단일체로 가공된 차분력 구동형 탄성힌지 기반 2축 병렬 스테이지를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the differential force driven elastic hinge-based biaxial parallel stage fabricated as a single body of the present invention as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 및 도 2는 본 발명의 단일체로 가공된 차분력 구동형 탄성힌지 기반 2축 병렬 스테이지의 제1실시예를 나타낸 사시도 및 상측 평면도이며, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 압전 구동부의 작동에 따른 이동부의 이동 원리를 나타낸 개략도이다.FIGS. 1 and 2 are a perspective view and a top plan view showing a first embodiment of a differential force driven elastic hinge-based biaxial parallel stage fabricated as a single body according to the present invention, and FIGS. 3 and 4 are cross- Fig. 3 is a schematic view showing a moving principle of a moving part according to an operation; Fig.

[실시예 1][Example 1]

도시된 바와 같이 본 발명의 단일체로 가공된 차분력 구동형 탄성힌지 기반 2축 병렬 스테이지(1000)는, 이동부(100); 상기 이동부(100)의 4면에 각각 결합되어 서로 마주보는 방향으로 구동력을 발생시키는 압전 구동부(200); 상기 압전 구동부(200)들에 각각 일측이 결합되고 베이스(400)에 타측이 고정되어, 서로 마주보는 방향에 수직인 방향으로 상기 이동부(100) 및 압전 구동부(200)들이 이동 가능하게 형성되는 탄성힌지(300); 를 포함하여 이루어질 수 있다.As shown in the figure, the differential force driven elastic hinge-based biaxial parallel stage 1000 processed as a single body of the present invention includes a moving part 100; A piezoelectric driving part 200 coupled to four sides of the moving part 100 to generate a driving force in a direction opposite to each other; The moving part 100 and the piezoelectric driving part 200 are formed so as to be movable in a direction perpendicular to the direction in which the piezoelectric driving part 200 is coupled to one side and the other side is fixed to the base 400 An elastic hinge 300; . ≪ / RTI >

우선, 이동부(100)는 압전 구동부(200)에 연결되어 XY 방향으로 이동될 수 있는 부분이며, 이동부(100)는 상측에서 바라보았을 때 사각형태로 형성되어 내부가 비어있는 사각링 형태로 형성될 수 있다.First, the moving part 100 is connected to the piezoelectric driving part 200 and is movable in the X and Y directions. The moving part 100 is formed in a rectangular shape when viewed from above, .

압전 구동부(200)는 이동부(100)를 이동시킬 수 있는 구동력을 발생시키는 역할을 하며, 압전 구동부(200)는 이동부(100)의 바깥쪽 4면에 각각 결합되어 4개의 압전 구동부(200)가 구비된다. 여기에서 압전 구동부(200)는 도 3 및 도 4와 같이 길이방향으로 형성된 압전 액추에이터(210)에 연결된 연결 블록(220) 및 탄성체인 연결 브릿지(230)에 의해 압전 액추에이터(210)가 작동되면 압전 구동부(200)의 폭방향으로 이동부(100)를 잡아당기는 인력이 발생하도록 구성된다. 그리하여 이동부(100)의 X축 방향 양측에 연결된 한 쌍의 압전 구동부(200)들에 의해 이동부(100)가 X축 방향으로 이동될 수 있도록 구성된다. 또한, 이동부(100)의 Y축 방향 양측에 연결된 나머지 한 쌍의 압전 구동부(200)들에 의해 이동부(100)가 Y축 방향으로 이동될 수 있도록 구성된다.The piezoelectric driving unit 200 generates a driving force for moving the moving unit 100. The piezoelectric driving unit 200 is coupled to four outer surfaces of the moving unit 100 and includes four piezoelectric driving units 200 . 3 and 4, when the piezoelectric actuator 210 is operated by the connection block 220 connected to the piezoelectric actuator 210 formed in the longitudinal direction and the connection bridge 230 which is an elastic body, And a pulling force for pulling the moving part 100 in the width direction of the driving part 200 is generated. Thus, the moving unit 100 can be moved in the X-axis direction by the pair of piezoelectric actuators 200 connected to both sides of the moving unit 100 in the X-axis direction. In addition, the movable unit 100 can be moved in the Y-axis direction by the remaining pair of piezoelectric actuators 200 connected to both sides of the movable unit 100 in the Y-axis direction.

여기에서 압전 구동부(200)들에는 각각 탄성힌지(300)가 결합된다. 이때, 탄성힌지(300)는 서로 마주보는 방향에 수직인 방향으로 이동부(100) 및 압전 구동부(200)들이 이동 가능하게 형성된다. 보다 상세하게는, 이동부(100)의 X축 방향 양측에 배치된 한 쌍의 압전 구동부(200)에 탄성힌지(300)의 일측이 결합되고 베이스(400)에 타측이 고정될 수 있고 이동부(100)의 Y축 방향 양측에 배치된 다른 한 쌍의 압전 구동부(200)에 탄성힌지(300)의 일측이 결합되고 베이스(400)에 타측이 고정될 수 있다. 이때, X축 방향에 배치된 탄성힌지(300)들은 이동부(100)가 X축 방향으로는 X축 방향에 배치된 압전 구동부(200)들의 작동에 의해서만 이동될 수 있도록 변형되지 않으면서 Y축 방향으로는 탄성에 의해 변형되어 Y축 방향으로는 이동부(100)가 이동될 수 있도록 배치된다. 반대로 Y축 방향에 배치된 탄성힌지(300)들은 이동부(100)가 Y축 방향으로는 Y축 방향에 배치된 압전 구동부(200)들의 작동에 의해서만 이동될 수 있도록 변형되지 않으면서 X축 방향으로는 탄성에 의해 변형되어 X축 방향으로는 이동부(100)가 이동될 수 있도록 배치된다.Here, the piezoelectric actuators 200 are coupled to the elastic hinge 300, respectively. At this time, the elastic hinge 300 is formed such that the moving part 100 and the piezoelectric driving part 200 are movable in a direction perpendicular to the direction facing each other. More specifically, one side of the elastic hinge 300 may be coupled to a pair of piezoelectric actuators 200 disposed on both sides in the X-axis direction of the moving unit 100, the other side may be fixed to the base 400, One side of the elastic hinge 300 may be coupled to another pair of piezoelectric actuators 200 arranged on both sides in the Y axis direction of the piezoelectric actuator 100 and the other side may be fixed to the base 400. [ At this time, the elastic hinges 300 disposed in the X-axis direction are not deformed so that the moving unit 100 can be moved only by the operation of the piezoelectric actuators 200 arranged in the X-axis direction in the X- Direction and is movable in the Y-axis direction so that the moving part 100 can be moved. Conversely, the elastic hinges 300 arranged in the Y-axis direction are not deformed so that the moving part 100 can be moved only by the operation of the piezoelectric driving parts 200 disposed in the Y-axis direction in the Y-axis direction, And the movable part 100 can be moved in the X-axis direction.

즉, 도시된 바와 같이 탄성힌지(300)들이 판형의 탄성체로 형성되는 경우 X축 방향 양측에 배치된 탄성힌지(300)들은 XZ평면과 나란하게 탄성힌지(300)가 배치되며, Y축 방향 양측에 배치된 탄성힌지(300)들은 YZ평면과 나란하게 탄성힌지(300)가 배치될 수 있다.That is, when the elastic hinges 300 are formed of a plate-shaped elastic body, the elastic hinges 300 disposed on both sides in the X-axis direction are arranged in parallel with the XZ plane, The elastic hinges 300 may be arranged in parallel to the YZ plane.

그리하여 이동부(100)는 X축 방향 양측에 배치된 압전 구동부(200)들의 인력의 차이인 차분력에 의해 원점이 중심에 있는 상태에서 이동부(100)가 X축 방향으로 이동될 수 있으며, Y축 방향 양측에 배치된 압전 구동부(200)들의 인력의 차이인 차분력에 의해 원점이 중심에 있는 상태에서 이동부(100)가 Y축 방향으로 이동될 수 있다. 보다 상세하게는 X축 방향 양측에 배치된 압전 구동부(200)들의 작동에 의해 이동부(100)가 X축 방향으로 이동되면 Y축 방향 양측에 배치된 탄성힌지(300)들이 변형되면서 이동부(100)의 Y축 방향 양측에 결합된 압전 구동부(200)들이 X축 방향으로 함께 이동될 수 있다. 반대로 Y축 방향 양측에 배치된 압전 구동부(200)들의 작동에 의해 이동부(100)가 Y축 방향으로 이동되면 X축 방향 양측에 배치된 탄성힌지(300)들이 변형되면서 이동부(100)의 X축 방향 양측에 결합된 압전 구동부(200)들이 Y축 방향으로 함께 이동될 수 있다. 이때, 이동부(100)는 X축 방향의 이동과 Y축 방향의 이동이 함께 이루어질 수 있어, 네 개의 압전 구동부(200)의 작동에 따라 이동부(100)는 XY평면상에서 자유롭게 위치가 이동될 수 있으며, 압전 구동부(200)의 작동이 정지되면 이동부(100)는 탄성힌지(300)의 탄성력에 의해 다시 원래의 위치인 원점으로 복귀하게 된다.Accordingly, the moving part 100 can be moved in the X-axis direction in a state where the origin is at the center due to a differential force, which is a difference in attraction force of the piezoelectric driving parts 200 disposed on both sides in the X- The moving part 100 can be moved in the Y-axis direction in a state where the origin is at the center by the differential force, which is the difference in attraction force of the piezoelectric driving parts 200 arranged on both sides in the Y-axis direction. More specifically, when the moving part 100 is moved in the X-axis direction by the operation of the piezoelectric actuators 200 disposed on both sides in the X-axis direction, the elastic hinges 300 disposed on both sides in the Y- The piezoelectric actuators 200 coupled to both sides of the piezoelectric vibrators 100 in the Y-axis direction can be moved together in the X-axis direction. Conversely, when the moving part 100 is moved in the Y-axis direction by the operation of the piezoelectric driving parts 200 disposed on both sides in the Y-axis direction, the elastic hinges 300 disposed on both sides in the X- The piezoelectric actuators 200 coupled to both sides in the X-axis direction can be moved together in the Y-axis direction. At this time, the moving unit 100 can move in the X-axis direction and the Y-axis direction, and the moving unit 100 can move freely on the XY plane according to the operation of the four piezoelectric actuators 200 When the operation of the piezoelectric driving part 200 is stopped, the moving part 100 is returned to its original position by the elastic force of the elastic hinge 300.

그리고 베이스(400)는 탄성힌지(300)들이 고정될 수 있는 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 베이스(400) 대신 별도의 장치나 설비에 탄성힌지(300)들을 고정시켜 사용할 수도 있다.In addition, the base 400 may be formed in various shapes in which the elastic hinges 300 can be fixed, and the elastic hinges 300 may be fixed to a separate device or equipment in place of the base 400. [

이에 따라 본 발명의 단일체로 가공된 차분력 구동형 탄성힌지 기반 2축 병렬 스테이지는 2축 방향으로 이동부를 이동시킬 수 있으며, 압전 구동부들의 차분력에 의해 구동되어 이동부의 원점이 중심에 있도록 할 수 있는 장점이 있다.Accordingly, the differential force driven elastic hinge-based biaxial parallel stage fabricated as a single body of the present invention can move the moving part in the biaxial direction and can be driven by the differential force of the piezoelectric driving parts so that the origin of the moving part is at the center There is an advantage.

또한, 직렬형태로 형성되는 구동 메커니즘에 비해 위치오차의 누적이 없으며 컴팩트한 구조로서 강성을 크게 할 수 있는 장점이 있다.In addition, there is no accumulation of positional error as compared with the driving mechanism formed in a serial form, and it is advantageous in that the rigidity can be increased as a compact structure.

또한, 상기 압전 구동부(200)들과 이격되어 각각 연결부(310)가 구비되며, 상기 탄성힌지(300)는 한 쌍으로 형성되어 하나의 탄성힌지(300)에 의해 연결부(310)와 압전 구동부(200)가 연결되고, 다른 하나의 탄성힌지(300)에 의해 연결부(310)와 베이스(400)가 연결되며, 상기 한 쌍의 탄성힌지(300)는 각각의 연결부(310)들의 양단에 배치되어 8쌍으로 형성될 수 있다.The elastic hinge 300 is formed as a pair and is connected to the connection part 310 and the piezoelectric driving part 300 by a single elastic hinge 300. [ The elastic hinge 300 is connected to the connection part 310 and the base 400 by the other elastic hinge 300. The pair of elastic hinges 300 are disposed at both ends of the connection parts 310 8 pairs.

이는 압전 구동부(200)들에 각각 하나의 탄성힌지(300)가 연결되는 것이 아니라, 압전 구동부(200)에서 이격되도록 각각 연결부(310)를 배치하고 연결부(310)의 양단에 각각 한 쌍의 탄성힌지(300)가 배치되도록 하여 총 8쌍의 탄성힌지(300)가 배치되는 구성이다. 이때, 한 쌍의 탄성힌지(300)에서 이중 하나의 탄성힌지(300)는 일측이 압전 구동부(200)에 결합되고 타측이 연결부(310)에 결합되며, 다른 하나의 탄성힌지(300)는 일측이 베이스(400)에 결합되어 고정되고 타측이 연결부(310)에 결합될 수 있다. 그리하여 탄성힌지(300)가 배치된 방향으로는 변형되지 않으면서, 탄성힌지(300)와 수직인 방향으로는 작은 힘에 의해서도 변형되어 이동부(100)가 이동될 수 있다. 이에 따라 압전 구동부(200)의 작동에 의해 이동부(100)의 이동이 원활하게 이루어질 수 있으며 탄성힌지(300)에 의해 압전 구동부(200)가 바깥쪽 방향으로 밀려나지 않도록 견고하게 지지될 수 있다.This is because not one elastic hinge 300 is connected to each of the piezoelectric actuating parts 200 but a connecting part 310 is disposed so as to be spaced apart from the piezoelectric actuating part 200, A total of eight pairs of elastic hinges 300 are arranged so that the hinges 300 are disposed. At this time, in the pair of elastic hinges 300, one of the two elastic hinges 300 is coupled to the piezoelectric driving part 200, the other is coupled to the connection part 310, and the other elastic hinge 300 is connected to the one side May be coupled to and fixed to the base 400, and the other end may be coupled to the connection portion 310. Thus, the movable portion 100 can be moved by a small force in a direction perpendicular to the elastic hinge 300 without being deformed in the direction in which the elastic hinge 300 is disposed. The movement of the moving part 100 can be smoothly performed by the operation of the piezoelectric driving part 200 and the piezoelectric driving part 200 can be firmly supported by the elastic hinge 300 so as not to be pushed outward .

또한, 상기 탄성힌지(300)는 이동부(100) 및 압전 구동부(200)들이 배치된 평면에서 상기 압전 구동부(200)의 바깥쪽에 배치될 수 있다.The elastic hinge 300 may be disposed outside the piezoelectric driving part 200 in a plane in which the moving part 100 and the piezoelectric driving parts 200 are disposed.

즉, 이동부(100), 압전 구동부(200)들 및 탄성힌지(300)가 XY평면상에 배치되어, 이동부(100)의 바깥쪽에 압전 구동부(200)들이 배치되고 압전 구동부(200)의 바깥쪽에 탄성힌지(300)가 배치되어 하나의 평면상에 형성될 수 있다. 이때, 베이스(400) 또한 함께 XY평면상에 형성될 수도 있으며, XY평면에 수직인 Z축 방향으로 형성될 수도 있다. 그리하여 하나의 평면상에 컴팩트하게 구성될 있다.That is, the moving unit 100, the piezoelectric actuators 200, and the elastic hinge 300 are disposed on the XY plane, and the piezoelectric actuators 200 are disposed outside the moving unit 100, The elastic hinge 300 may be disposed on the outer side and be formed on one plane. At this time, the base 400 may also be formed on the XY plane, or may be formed in the Z axis direction perpendicular to the XY plane. So that it can be compactly constructed on one plane.

[실시예 2][Example 2]

또한, 상기 탄성힌지(300)는 이동부(100) 및 압전 구동부(200)들이 배치된 평면에 수직으로 배치될 수 있다.The elastic hinge 300 may be disposed perpendicular to the plane on which the moving part 100 and the piezoelectric driving parts 200 are disposed.

즉, 도 5 내지 도 7과 같이 이동부(100) 및 압전 구동부(200)들의 하측에 이격되어 베이스(400)가 형성되고 탄성힌지(300)들이 Z축 방향으로 형성되어 입체적인 구조로 보다 컴팩트한 구성이 가능하며, 구조상 또는 설치평면의 제약이 있는 경우 제작 및 설치가 용이한 장점이 있다.5 to 7, the base 400 is spaced apart from the lower part of the moving part 100 and the piezoelectric driving part 200, and the elastic hinges 300 are formed in the Z-axis direction, And can be easily manufactured and installed when there is a restriction on the structure or the installation plane.

이때, 베이스(400)의 상측으로 연장된 한 쌍의 돌출부(410)를 4개소에 형성하고, 돌출부(410)와 연결부(310)를 Z축 방향으로 배치된 하나의 탄성힌지(300)로 연결하고 연결부(310)와 압전 구동부(200)를 Z축 방향으로 배치된 하나의 탄성힌지(300)로 연결하여 입체적으로 구성할 수 있다.At this time, a pair of protrusions 410 extending upward from the base 400 are formed at four places, and the protrusions 410 and the connection portions 310 are connected to one elastic hinge 300 disposed in the Z axis direction And the connecting portion 310 and the piezoelectric driving portion 200 are connected to one elastic hinge 300 arranged in the Z-axis direction.

또한, 상기 이동부(100), 압전 구동부(200)들, 베이스(400) 및 탄성힌지(300)들은 단일체로 가공되어 제작될 수 있다.The moving part 100, the piezoelectric actuators 200, the base 400, and the elastic hinge 300 may be fabricated in a single body.

즉, 도시된 바와 같이 본 발명의 단일체로 가공된 차분력 구동형 탄성힌지 기반 2축 병렬 스테이지(1000)가 하나의 평면상에 형성되는 경우 및 탄성힌지(300)들이 Z축 방향으로 배치되어 입체적으로 형성되는 경우 모두 이동부(100), 압전 구동부(200)들, 베이스(400) 및 탄성힌지(300)들이 연결된 형태로 형성되므로 하나의 블록을 이용해 와이어 컷팅 등을 통해 단일체로 가공되어 제작될 수 있다. 이때, 압전 구동부(200)의 압전 액추에이터(210)는 전기를 가했을 때 구동력을 발생시키는 부분이므로 압전 액추에이터(210)를 제외한 나머지 부분을 단일체로 형성한 후 압전 액추에이터(210)들을 결합하여 조립할 수 있다.That is, as shown in the drawing, when the differential force driven elastic hinge-based biaxial parallel stage 1000 processed as a single body of the present invention is formed on one plane and the elastic hinges 300 are arranged in the Z- The piezoelectric actuator 200, the base 400, and the elastic hinge 300 are connected to each other. Therefore, the piezoelectric actuator 200 can be manufactured as a single body through wire cutting or the like using one block . At this time, since the piezoelectric actuator 210 of the piezoelectric actuator 200 generates the driving force when the electricity is applied, the piezoelectric actuator 210 can be assembled by combining the piezoelectric actuator 210 and the piezoelectric actuator 210, .

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It goes without saying that various modifications can be made.

1000 : 단일체로 가공된 차분력 구동형 탄성힌지 기반 2축 병렬 스테이지
100 : 이동부
200 : 압전 구동부
210 : 압전 액추에이터 220 : 연결 블록
230 : 연결 브릿지
300 : 탄성힌지 310 : 연결부
400 : 베이스 410 : 돌출부1000: Differential force driven elastic hinge-based two-axis parallel stage machined into a single body
100:
200: Piezoelectric driver
210: Piezoelectric actuator 220: Connecting block
230: connection bridge
300: elastic hinge 310: connection
400: Base 410: Projection

Claims (5)

이동부;
상기 이동부의 4면에 각각 결합되어 서로 마주보는 방향으로 구동력을 발생시키는 압전 구동부;
상기 압전 구동부들에 각각 일측이 결합되고 베이스에 타측이 고정되어, 서로 마주보는 방향에 수직인 방향으로 상기 이동부 및 압전 구동부들이 이동 가능하게 형성되는 탄성힌지; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 단일체로 가공된 차분력 구동형 탄성힌지 기반 2축 병렬 스테이지.
A moving part;
A piezoelectric driving unit coupled to four sides of the moving unit to generate a driving force in a direction opposite to each other;
An elastic hinge having one end connected to the piezoelectric actuators and the other end fixed to the base, the actuators and the piezoelectric actuators being movable in a direction perpendicular to the directions facing each other; And a differential force driven elastic hinge-based biaxial parallel stage fabricated by a single body.
제1항에 있어서,
상기 압전 구동부들과 이격되어 각각 연결부가 구비되며, 상기 탄성힌지는 한 쌍으로 형성되어 하나의 탄성힌지에 의해 연결부와 압전 구동부가 연결되고, 다른 하나의 탄성힌지에 의해 연결부와 베이스가 연결되며,
상기 한 쌍의 탄성힌지는 각각의 연결부들의 양단에 배치되어 8쌍으로 형성되는 것을 특징으로 하는 단일체로 가공된 차분력 구동형 탄성힌지 기반 2축 병렬 스테이지.
The method according to claim 1,
The elastic hinges are connected to each other by a resilient hinge to connect the connection part and the piezoelectric driving part, and the connection part and the base are connected to each other by the other elastic hinge,
Wherein the pair of elastic hinges are disposed at both ends of each of the connecting portions to form eight pairs. The differential force driven elastic hinge-based biaxial parallel stage according to any one of claims 1 to 5,
제1항에 있어서,
상기 탄성힌지는 이동부 및 압전 구동부들이 배치된 평면에서 상기 압전 구동부의 바깥쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 단일체로 가공된 차분력 구동형 탄성힌지 기반 2축 병렬 스테이지.
The method according to claim 1,
Wherein the elastic hinge is arranged on the outer side of the piezoelectric driving part in a plane in which the moving part and the piezoelectric driving parts are arranged.
제1항에 있어서,
상기 탄성힌지는 이동부 및 압전 구동부들이 배치된 평면에 수직으로 배치되는 것을 특징으로 하는 단일체로 가공된 차분력 구동형 탄성힌지 기반 2축 병렬 스테이지.
The method according to claim 1,
Wherein the elastic hinge is disposed perpendicular to a plane on which the moving unit and the piezoelectric driving units are disposed.
제1항에 있어서,
상기 이동부, 압전 구동부들, 베이스 및 탄성힌지들은 단일체로 가공되는 것을 특징으로 하는 단일체로 가공된 차분력 구동형 탄성힌지 기반 2축 병렬 스테이지.The method according to claim 1,
Characterized in that the moving part, the piezoelectric actuating parts, the base and the elastic hinges are machined into a single body.
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