一种具有二级放大功能的微动平台及其工作方法

本发明属于微动装置，尤其涉及一种具有二级放大功能的微动平台及其工作方法。

背景技术：

1、微动平台或称偏摆微动台是可实现精确对准或指向的一类微动装置，是目前高端半导体制造设备、激光工程、量子电子学和光学望远镜等设备中的关键基础部件。近年来，偏摆微动台对运动分辨率及定位精度的要求已进入微纳米级，基于柔性铰链的柔顺机构成为开发高精度偏摆微动台的重要途径。

2、发明人发现，目前微动平台大多是两轴结构或者三轴结构，并且现在普遍的结构都是通过放大机构120度对称布置直接动作，不具有多级放大功能，平台能够实现的运动范围有限，针对于一些大行程特殊应用场合难以实现，应用范围比较局限；并且，通过放大机构120度对称布置的结构一般会使平台在轴向方向上的高度太大，整体刚度较小不稳定，整体体积变大，考虑到三个放大机构的放置间距问题，平台载物台的径向尺寸设计不能太大，否则将导致平台的横向刚度较低。

技术实现思路

1、本发明为了解决上述问题，提出了一种具有二级放大功能的微动平台及其工作方法，第一放大机构与第二放大机构组合具有二级放大功能，使得平台输出的偏转范围更大，并且和目前偏转平台所采用的用放大机构直接驱动平台的布置方式比较，平台轴向结构更紧凑，整体体积紧凑。

2、为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种具有二级放大功能的微动平台，采用如下技术方案：

3、一种具有二级放大功能的微动平台，包括基座，设置在所述基座上的驱动设备，以及设置在所述驱动设备上的载物台；

4、所述驱动设备包括设置在所述基座上的中心柱，设置在所述中心柱上的多个第一放大机构，与多个第一放大机构连接的多个第二放大机构，以及与多个第二放大机构连接的多个虎克铰链；每个第一放大机构上均设置有驱动器，多个虎克铰链与所述载物台连接；

5、所述驱动器驱动所述第一放大机构动作，所述第一放大机构带动所述第二放大机构动作，从而带动所述虎克铰链动作，不同位置处的虎克铰链动作带动所述载物台进行偏摆。

6、进一步的，多个第一放大机构在周向上均匀的设置在所述中心柱上。

7、进一步的，所述中心柱上设置有第一连接块，所述第一连接块上开设有第一凹槽；

8、所述第一放大机构包括两个平行设置的第一连接板，两个第一连接板的中间设置分别设置有第一凸块和第二凸块；所述第一凸块与所述第一凹槽连接。

9、进一步的，所述第一连接板上对称设置有两个铰接件；所述第一连接板的两端分别与所述驱动器的两端连接。

10、进一步的，所述第一放大机构和所述第二放大机构之间设置有导向机构；所述导向机构上设置有与所述第二凸块配合的第二凹槽。

11、进一步的，所述导向机构包括第二连接块，以及设置在所述第二连接块两侧的第二连接板，所述第二连接板远离所述第二连接块的一端与所述驱动设备的外壳连接。

12、进一步的，所述第二放大机构为s-r机构，包括与所述导向机构连接的两个竖直板，与竖直板连接的水平板，以及与所述竖直板连接的导向板；所述导向板一侧的上端与所述竖直板铰接，另一侧的下端与所述驱动设备的外壳铰接。

13、进一步的，所述驱动器为压电陶瓷驱动器。

14、进一步的，所述虎克铰链包括两端分别与两个水平板连接的u型连接板，以及与设置在所述u型连接板中间的连接柱；所述连接柱与所述载物台连接。

15、为了实现上述目的，第二方面，本发明还提供了一种具有二级放大功能的微动平台工作方法，采用如下技术方案：

16、一种具有二级放大功能的微动平台工作方法，采用了如第一方面中所述的具有二级放大功能的微动平台，包括：

17、所述驱动器驱动所述第一放大机构动作，所述第一放大机构带动所述第二放大机构动作，从而带动所述虎克铰链动作，不同位置处的虎克铰链动作带动所述载物台进行偏摆。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

19、1、本发明中的驱动设备包括设置在基座上的中心柱，设置在中心柱上的多个第一放大机构，与多个第一放大机构连接的多个第二放大机构，以及与多个第二放大机构连接的多个虎克铰链；每个第一放大机构上均设置有驱动器，多个虎克铰链与所述载物台连接；驱动器驱动第一放大机构动作，第一放大机构带动第二放大机构动作，从而带动虎克铰链动作，不同位置处的虎克铰链动作带动载物台进行偏摆；第一放大机构与第二放大机构组合具有二级放大功能，使得平台输出的偏转范围更大，并且和目前偏转平台所采用的用放大机构直接驱动平台的布置方式比较，平台轴向结构更紧凑，整体体积紧凑；

20、2、本发明针对目前偏转平台所采用的用放大机构直接驱动平台的单级放大，导致输出的偏转范围较小z方向的输出位移较小，行程达不到某些特定场合的要求的问题，采用桥式放大机构和s-r放大机构组合具有二级放大功能，使得平台输出的偏转范围更大；平台的输出端由多个s-r机构组成，多个s-r机构支撑承载台，能够获得更大的承载力；

21、3、本发明和目前偏转平台所采用的用放大机构直接驱动平台的布置方式比较，平台z方向结构的更紧凑，平台整体体积紧凑。

技术特征：

1.一种具有二级放大功能的微动平台，其特征在于，包括基座，设置在所述基座上的驱动设备，以及设置在所述驱动设备上的载物台；

2.如权利要求1所述的一种具有二级放大功能的微动平台，其特征在于，多个第一放大机构在周向上均匀的设置在所述中心柱上。

3.如权利要求1所述的一种具有二级放大功能的微动平台，其特征在于，所述中心柱上设置有第一连接块，所述第一连接块上开设有第一凹槽；

4.如权利要求3所述的一种具有二级放大功能的微动平台，其特征在于，所述第一连接板上对称设置有两个铰接件；所述第一连接板的两端分别与所述驱动器的两端连接。

5.如权利要求3所述的一种具有二级放大功能的微动平台，其特征在于，所述第一放大机构和所述第二放大机构之间设置有导向机构；所述导向机构上设置有与所述第二凸块配合的第二凹槽。

6.如权利要求5所述的一种具有二级放大功能的微动平台，其特征在于，所述导向机构包括第二连接块，以及设置在所述第二连接块两侧的第二连接板，所述第二连接板远离所述第二连接块的一端与所述驱动设备的外壳连接。

7.如权利要求5所述的一种具有二级放大功能的微动平台，其特征在于，所述第二放大机构为s-r机构，包括与所述导向机构连接的两个竖直板，与竖直板连接的水平板，以及与所述竖直板连接的导向板；所述导向板一侧的上端与所述竖直板铰接，另一侧的下端与所述驱动设备的外壳铰接。

8.如权利要求1所述的一种具有二级放大功能的微动平台，其特征在于，所述驱动器为压电陶瓷驱动器。

9.如权利要求8所述的一种具有二级放大功能的微动平台，其特征在于，所述虎克铰链包括两端分别与两个水平板连接的u型连接板，以及与设置在所述u型连接板中间的连接柱；所述连接柱与所述载物台连接。

10.一种具有二级放大功能的微动平台工作方法，其特征在于，采用了如权利要求1-9任一项所述的具有二级放大功能的微动平台，包括：

技术总结本发明属于微动装置技术领域，提出了一种具有二级放大功能的微动平台及其工作方法，驱动设备包括设置在基座上的中心柱，设置在中心柱上的多个第一放大机构，与多个第一放大机构连接的多个第二放大机构，以及与多个第二放大机构连接的多个虎克铰链；每个第一放大机构上均设置有驱动器，多个虎克铰链与所述载物台连接；驱动器驱动第一放大机构动作，第一放大机构带动第二放大机构动作，从而带动虎克铰链动作，不同位置处的虎克铰链动作带动载物台进行偏摆；第一放大机构与第二放大机构组合具有二级放大功能，使得平台输出的偏转范围更大，并且和目前偏转平台所采用的用放大机构直接驱动平台的布置方式比较，平台轴向结构更紧凑。技术研发人员：刘鹏博,石先峰,鲁帅帅,王飞,杨静芳,闫鹏受保护的技术使用者：齐鲁工业大学（山东省科学院）技术研发日：技术公布日：2024/6/13