专利摘要

一种平动两自由度并联柔性结构压电微动平台，包括定平台、动平台、横向运动机构和纵向运动机构，每个方向的运动机构分别由各自的位移输出单元、位移传递单元和辅助单元组成；位移输出单元的输出端同位移传递单元的刚性连杆连接；位移传递单元和辅助单元分别由各自的刚性连杆和两组柔性薄板组成，第一组柔性薄板连接刚性连杆和定平台，第二组柔性薄板连接刚性连杆和动平台；横向位移传递单元和辅助单元的第一组柔性薄板沿纵向设置，横向位移传递单元和辅助单元的第二组柔性薄板沿横向设置。本发明具有结构紧凑、工作台面大、位移范围大、无位移耦合、压电执行器在装配过程中不会脱落、传感器易集成于平台的优点。

权利要求

1.一种平动两自由度并联柔性结构压电微动平台，包括定平台、动平台、横向运动机构和纵向运动机构，动平台在定平台内部，动平台的上表面突出于定平台的上表面，定平台的上表面突出于各运动机构的上表面，定平台的下表面突出于动平台的下表面以及各运动机构的下表面；每个方向的运动机构分别由各自的位移输出单元，位移传递单元和辅助单元组成，位移输出单元由压电执行器作为动力源，每个方向的位移传递单元和辅助单元以动平台的中线对称分布，位移传递单元位于位移输出单元和动平台之间；其特征在于：位移输出单元的输出端同位移传递单元的刚性连杆连接；位移传递单元和辅助单元分别由各自的刚性连杆和两组柔性薄板组成，第一组柔性薄板连接刚性连杆和定平台，第二组柔性薄板连接刚性连杆和动平台；横向位移传递单元和辅助单元的第一组柔性薄板沿纵向设置，横向位移传递单元和辅助单元的第二组柔性薄板沿横向设置；纵向位移传递单元和辅助单元的第一组柔性薄板沿横向设置，纵向位移传递单元和辅助单元的

第二组柔性薄板沿纵向设置；每个方向的运动机构对准一个调节单元，调节单元位于动平台和辅助单元之间，动平台上设有旋拧调节单元的螺纹通孔；调节单元由刚性块和两个柔性折叠梁组组成，每个柔性折叠梁组由一对沿刚性块对称设置的柔性折叠梁组成，柔性折叠梁一端与刚性块连接，另一端与动平台连接，柔性折叠梁呈蛇形，刚性块对准传感器测头的端面为测量面。

2.如权利要求1所述的平动两自由度并联柔性结构压电微动平台，其特征在于：第一组柔性薄板至少具有一对沿动平台对称的薄板，第二组柔性薄板具有至少一对沿刚性连杆对称的薄板。

3.如权利要求2所述的平动两自由度并联柔性结构压电微动平台，其特征在于：动平台上设有容纳第一组柔性薄板的槽，第一组柔性薄板位于槽内。

4.如权利要求3所述的平动两自由度并联柔性结构压电微动平台，其特征在于：定平台上设置安装位移传感器的安装孔，辅助单元的刚性连杆上设有通孔，通孔与安装孔对位。

5.如权利要求1-4之一所述的平动两自由度并联柔性结构压电微动平台，其特征在于：位移输出单元由压电执行器和位移放大单元组成，位移放大单元包括一对支撑臂、第一放大杆组件和第二放大杆组件；支撑臂之间设置压电执行器，压电执行器的两端分别与一个支撑臂接触，第一放大杆组件和第二放大杆组件以压电执行器的中线对称设置，第一放大杆组件和第二放大杆组件分别包含第一侧杆、中间杆、第二侧杆、第一侧杆和支撑臂之间的柔性薄板、第一侧杆与中间杆之间的柔性薄板、第二侧杆与中间杆之间的柔性薄板 、第二侧杆与支撑臂之间的柔性薄板，第一侧杆和支撑臂之间的柔性薄板与第一侧杆与中间杆之间的柔性薄板错位，第二侧杆与中间杆之间的柔性薄板 和第二侧杆与支撑臂之间的柔性薄板错位，中间杆两端的柔性薄板齐平；第一放大杆组件的中间杆与定平台连接，第二放大杆组件的中间杆与位移传递机构的刚性连杆连接，第一侧杆、中间杆和第二侧杆为刚性部件，柔性薄板为弹性部件；第一侧杆和支撑臂之间的柔性薄板与第一侧杆与中间杆之间的柔性薄板错位，第二侧杆与中间杆之间的柔性薄板 和第二侧杆与支撑臂之间的柔性薄板错位，指的是两个柔性薄板不在一条直线上；侧杆两端的薄板错位，使得薄板与侧杆的两个连接点的两线呈斜线，将薄板与侧杆的两个连接点的线段视为连杆，则第一侧杆形成的连杆，中间杆和第二侧杆形成的连杆呈拱桥形，连杆作为杠杆放大压电执行器输出的位移。

6.如权利要求5所述的平动两自由度并联柔性结构压电微动平台，其特征在于：支撑臂上设有定位侧挡和定位底挡，定位侧挡和定位底挡均与支撑臂对中，定位侧挡将定位底挡围在其内，定位侧挡和定位底挡突出于支撑臂的内侧面，定位侧挡内部的区域允许压电执行器的端部置入，定位底挡抵住压电执行器的端部。

7.如权利要求6所述的平动两自由度并联柔性结构压电微动平台，其特征在于：平台具有上外盖板、上内盖板和下盖板；上外盖板封住定平台、位移传递单元和辅助单元的刚性连杆和第二组柔性薄板，并通过螺钉与定平台固定；上内盖板封住动平台、位移传递单元和辅助单元的第一组柔性薄板、调节单元，并通过螺钉与动平台固定，上内盖板和动平台上设有多个用于安装承载对象的螺孔；下盖板封住平台的底部，并通过螺钉与定平台固定。

说明书

技术领域

本发明属于微/纳米定位技术领域，涉及微/纳米定位系统中的微位移机构，特别涉及一种平动两自由度并联柔性结构压电微动平台。

背景技术

柔性结构压电微动平台是通过可产生弹性变形的柔性结构来传递位移与力的微位移机构。由于它没有铰链和轴承，所以不需要装配，不存在传动间隙，不产生摩擦与磨损；由于采用压电执行器驱动，故其位移分辨率可达到纳米级，响应时间可达到毫秒级，且刚度大、体积小、承载能力强。因此，它被广泛应用于精密加工与测试、光纤对接、微零件装配、细胞微操作等需要微/纳米定位的技术领域中。如，在精密及超精密加工中，可实现刀具的微进给或加工误差的补偿；在精密测量中，可实现传感器的微调节；在扫描探针显微镜中，同微扫描探针相结合，可实现对微结构形貌的测量；在光纤对接中，可实现直径为几微米至十几微米的两光纤的精密对准；在MEMS(微机电系统)装配中，同微夹钳相结合，可将微轴、微齿轮装配成微部件；在生物工程中，同微冲击探针相结合，可向细胞注入或从细胞中提取相应成分。

平动两自由度柔性结构压电微动平台有串联式和并联式两种结构形式。串联式是在产生某一方向运动(如x向运动)的动平台(外平台)中又制作出可产生另一方向运动(如y向运动)的动平台(内平台)，这种平台结构紧凑，内外动平台在运动上无耦合(当平台沿某方向运动时不会在另一方向产生寄生位移)，但工作台面小，且安装与预紧用于驱动内平台的压电执行器困难；并联式是采用同一个动平台来实现各方向的运动，整个柔性结构微动平台在x向的结构及尺寸与其在y向的结构及尺寸完全相同，所需辨识参数少，安装与预紧压电执行器方便，其综合性能优于串联式，但现有并联式结构复杂、不紧凑，工作台面小，存在位移耦合(当平台沿某方向运动时会在另一方向产生寄生位移)。

CN201210477575.3披露了一种二自由度平动并联高带宽微动平台，包括微动平台主体，安装在微动平台主体上的压电陶瓷驱动器和传感器夹具，安装在传感器夹具上的非接触式电容传感器，微动平台主体包括工作平台、固定机架以及对称分布于工作平台四周相互垂直的x,y方向上的两级驱动支链及其对应的两级辅助支链，驱动支链及其对应的辅助支链相向分布；两级驱动支链为一级驱动支链和二级驱动支链，两级辅助支链为一级辅助支链和二级辅助支链，其中：一级驱动支链和一级辅助支链的两端与固定机架固连，二级驱动支链和二级辅助支链包括两个端部加倒角的柔性铰链，柔性铰链一端与一级驱动支链通过一级驱动支链中间凸起的矩形模块连接，另一端与工作平台固连；一级驱动支链由压执行器推动在x(或y)方向上产生变形，使得x(或y)方向上的一级辅助支链、y(或x)方向上的二级驱动支链以及y(或x)方向上的二级辅助支链产生协调变形。

这种微动平台的缺点在于：1、压电执行器沿动平台的运动方向放置，所占空间大，平台结构不紧凑、工作台面小。2、平台中未设有对压电执行器输出位移进行放大的结构，工作平台的输出位移小。3、平台中未设有对压电执行器进行预紧时避免其受到预紧螺钉扭矩作用的结构，故压电执行器在预紧过程中会受到预紧螺钉的扭矩作用，从而使压电执行器易破坏。4、平台中未设有对压电执行器两端进行定位的结构，导致压电执行器在装配过程中容易脱落。5、传感器通过传感器夹具固定于固定机架上，致使平台结构庞大，且传感器测头同被测面之间的初始间隙不易调节。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构紧凑、工作台面大、位移范围大、无寄生位移、压电执行器在装配过程中不会脱落、传感器易集成于平台的平动两自由度并联柔性结构压电微动平台。

一种平动两自由度并联柔性结构压电微动平台，包括定平台、动平台、横向运动机构和纵向运动机构，动平台在定平台内部，动平台的上表面突出于定平台的上表面，定平台的上表面突出于各运动机构的上表面，定平台的下表面突出于动平台的下表面以及各运动机构的下表面；每个方向的运动机构分别由各自的位移输出单元、位移传递单元和辅助单元组成，位移输出单元由压电执行器作为动力源，每个方向的位移传递单元和辅助单元以动平台的中线对称分布，位移传递单元位于位移输出单元和动平台之间；

其特征在于：位移输出单元的输出端同位移传递单元的刚性连杆连接；位移传递单元和辅助单元分别由各自的刚性连杆和两组柔性薄板组成，第一组柔性薄板连接刚性连杆和定平台，第二组柔性薄板连接刚性连杆和动平台；横向位移传递单元和辅助单元的第一组柔性薄板沿纵向设置，横向位移传递单元和辅助单元的第二组柔性薄板沿横向设置；纵向位移传递单元和辅助单元的第一组柔性薄板沿横向设置，纵向位移传递单元和辅助单元的第二组柔性薄板沿纵向设置。

以横向作为x向，纵向作为y向，则横向运动机构为x向位移输出单元、x 向位移传递单元、x向辅助单元，纵向运动机构为y向位移输出单元、y向位移传递单元、y向辅助单元；以动平台的中心为坐标原点，x向位移输出单元的中心和x向位移传递单元刚性连杆的中心、x向辅助单元刚性连杆的中心连成的直线作为x轴，y向位移输出单元的中心和y向位移传递单元刚性连杆的中心、y 向辅助单元刚性连杆的中心连成的直线作为y轴，x轴为动平台在y方向的中线， y轴为动平台在x方向的中线。

以仅x向位移输出单元动作为例：当y向位移输出单元不动作时，x向位移输出单元推动x向位移传递单元的刚性连杆平移，动平台平移，第二组柔性薄板保持横向平移，同时第一组柔性薄板产生弯曲变形以协调刚性连杆的位移，x 向位移传递单元和x向辅助单元同向运动。与此同时，y向位移传递单元和y向辅助单元的第二组柔性薄板产生弯曲变形以协调动平台的位移，y向位移传递单元和y向辅助单元的刚性连杆、第一组柔性薄板静止不动，y向位移传递单元和 y向辅助单元对动平台沿x方向的运动进行导向，使动平台仅沿x方向输出位移，而不在y方向产生耦合位移。

当y向位移输出单元同时动作时，x向位移输出单元推动x向位移传递单元的刚性连杆沿x向平移，同时y向位移输出单元推动y向位移传递单元的刚性连杆沿y向平移，动平台输出x向和y向的合成位移。此时，x向位移传递单元和 x向辅助单元的第一组柔性薄板、y向位移传递单元和y向辅助单元的第二组柔性薄板同时沿x向产生弯曲变形，以协调x向位移传递单元刚性连杆和动平台沿 x方向的位移，y向位移传递单元和y向辅助单元对动平台沿x方向的运动进行导向，可消除动平台沿y方向的耦合位移；y向位移传递单元和y向辅助单元的第一组柔性薄板、x向位移传递单元和x向辅助单元的第二组柔性薄板同时沿y 向产生弯曲变形，以协调y向位移传递单元刚性连杆和动平台沿y方向的位移， x向位移传递单元和x向辅助单元对动平台沿y方向的运动进行导向，可消除动平台沿x方向的耦合位移。

进一步，第二组柔性薄板至少具有一对沿动平台对称的薄板，第一组柔性薄板具有至少一对沿刚性连杆对称的薄板。

进一步，动平台上设有容纳第二组柔性薄板的槽，第二组柔性薄板位于槽内。

进一步，定平台上设置安装位移传感器的安装孔，辅助单元的刚性连杆上设有通孔，通孔与安装孔对位。位移传感器插入安装孔和通孔内，定平台上有与紧定螺钉，紧定螺钉将位移传感器固定在安装孔内。

进一步，每个方向的运动机构对准一个调节单元，调节单元位于动平台和辅助单元之间，动平台上设有旋拧调节单元的螺纹通孔；调节单元由刚性块和两个柔性折叠梁组组成，每个柔性折叠梁组由一对沿刚性块对称设置的柔性折叠梁组成，柔性折叠梁一端与刚性块连接，另一端与动平台连接，柔性折叠梁呈蛇形，刚性块对准传感器测头的端面为测量面。调节传感器测头和被测面之间的初始间隙时，将调节螺钉旋入螺纹通孔，使其与调节单元的刚性块相接触，进而推动刚性块，柔性折叠梁组发生弹性变形，使刚性块上的被测面向辅助单元中的刚性连杆的一侧运动，从而实现位移传感器测头与被测面之间初始间隙的精确调节。

进一步，位移输出单元由压电执行器和位移放大单元组成，位移放大单元包括一对支撑臂、第一放大杆组件和第二放大杆组件；支撑臂之间设置压电执行器，压电执行器的两端分别与一个支撑臂接触，第一放大杆组件和第二放大杆组件以压电执行器的中线对称设置，第一放大杆组件和第二放大杆组件分别包含第一侧杆、中间杆、第二侧杆、第一侧杆和支撑臂之间的柔性薄板、第一侧杆与中间杆之间的柔性薄板、第二侧杆与中间杆之间的柔性薄、第二侧杆与支撑臂之间的柔性薄板，第一侧杆和支撑臂之间的柔性薄板与第一侧杆与中间杆之间的柔性薄板错位，第二侧杆与中间杆之间的柔性薄和第二侧杆与支撑臂之间的柔性薄板错位，中间杆两端的柔性薄板齐平；第一放大杆组件的中间杆与定平台连接，第二放大杆组件的中间杆与位移传递机构的刚性连杆连接，第一侧杆、中间杆和第二侧杆为刚性部件，柔性薄板为弹性部件。第一侧杆和支撑臂之间的柔性薄板与第一侧杆与中间杆之间的柔性薄板错位，第二侧杆与中间杆之间的柔性薄和第二侧杆与支撑臂之间的柔性薄板错位，指的是两个柔性薄板不在一条直线上。侧杆两端的薄板错位，使得薄板与侧杆的两个连接点的两线呈斜线，将薄板与侧杆的两个连接点的线段视为连杆，则第一侧杆形成的连杆，中间杆和第二侧杆形成的连杆呈拱桥形，连杆作为杠杆放大压电执行器输出的位移。另外，位移放大单元的输出位移与压电执行器的形变方向正交，缩小压电微动平台的整体尺寸。还有，由于位移放大单元两侧的支撑臂仅沿压电执行器轴线方向输出位移，故压电执行器在预紧及工作时仅受到沿其轴线方向的压力作用，而不会受到扭矩、弯矩、剪力的作用。

压电执行器伸长时，第二放大杆组件的中间杆拉动位移传递机构的刚性连杆向靠近压电执行器的方向平移，第一侧杆及其两端的柔性薄板和第二侧杆及其两端的柔性薄板构成位移放大机构，对压电执行器输出的位移进行放大，柔性薄板弯曲变形以适应第一侧杆、中间杆和第二侧杆的位移。

进一步，支撑臂上设有定位侧挡和定位底挡，定位侧挡和定位底挡均与支撑臂对中，定位侧挡将定位底挡围在其内，定位侧挡和定位底挡突出于支撑臂的内侧面，定位侧挡内部的区域允许压电执行器的端部置入，定位底挡抵住压电执行器的端部。定位侧挡和定位底挡精确限定压电执行器的位置，定位底挡阻止压电执行器脱离支撑臂，从而使压电执行器在装配过程中不会脱落。

进一步，平台具有上外盖板、上内盖板和下盖板。上外盖板封住定平台、位移传递单元和辅助单元的刚性连杆和第一组柔性薄板，并通过螺钉与定平台固定；上内盖板封住动平台、位移传递单元和辅助单元的第二组柔性薄板、调节单元，并通过螺钉与动平台固定，上内盖板和动平台上设有多个用于安装承载对象的螺孔；下盖板封住平台的底部，并通过螺钉与定平台固定。

本发明的优点是：

1)压电执行器垂直于动平台的运动方向放置，所占空间小；同时，某一方向的位移传递单元既可将位移传递到动平台，又可同本方向的辅助单元一道对动平台沿另一方向的运动进行导向，即一个方向的位移传递单元和辅助单元同时又是另一方向的导向机构；还有，位移传递单元、辅助单元和调节单元嵌入定平台和动平台内，这些都使得平台整体结构简单紧凑、动平台的台面大。

2)位移放大单元可将压电执行器的输入位移放大3～5倍，从而使动平台的输出位移范围变大。

3)因为动平台沿某方向输出微位移时受到另一个方向的位移传递单元和辅助单元的导向作用，所以动平台沿该方向的微位移为严格的直线微位移，而不会在其他方向产生耦合位移，从而使动平台的运动精度大大提高，且位移传感器(如电容式位移传感器)的测量结果可直接反映动平台的精确微位移。

4)压电执行器通过定位侧挡和定位底挡被准确定位于位移放大单元中，从而使压电执行器在装配过程中不会脱落。

5)压电执行器在预紧及工作过程中仅受到沿其位移输出方向的两支撑臂压力作用，而不受到两支撑臂的拉力、剪力、弯矩、扭矩作用，从而可很好地提高压电执行器的使用寿命。

6)由于平台整体结构简单紧凑、各部分布局合理，为位移传感器(如电容式位移传感器)的集成提供了足够的结构空间，从而使位移传感器(如电容式位移传感器)的集成变得非常容易。

7)因为采用了可精密调节传感器测头与被测面之间初始间隙的调节单元，从而使初始间隙的调节变得非常方便。

附图说明

图1为本发明的三维结构图，其中(a)不包括上外盖板、上内盖板、下盖板， (b)为包括上外盖板、上内盖板、下盖板时的俯视图，(c)为包括上外盖板、上内盖板、下盖板时的仰视图。

图2为本发明的台体结构图。

图3为本发明的位移放大单元结构图，其中(a)是位移放大单元的俯视图， (b)是(a)的A-A向剖视图，(c)是(a)的B-B向剖视图。

图4为本发明的位移传递单元结构图。

图5为本发明的辅助单元结构图。

图6为本发明的调节单元结构图。

图7为本发明的压电执行器装配原理图。

图8为本发明的上外盖板三维结构图。

图9为本发明的上内盖板三维结构图。

图10为本发明的下盖板三维结构图。

具体实施方式

本发明既可使动平台仅沿x或y向输出直线微位移，又可使其同时沿x与y 向输出直线微位移，具体实施方式如下。

一种平动两自由度并联柔性结构压电微动平台，如图1所示，包括台体、压电执行器、调节螺钉、上外盖板、上内盖板、下盖板、紧定螺钉。

台体(如图2所示)包括定平台1、动平台2、x向位移放大单元3、x向位移传递单元4、x向辅助单元5、x向调节单元6、y向位移放大单元7、y向位移传递单元8、y向辅助单元9、y向调节单元10，为一体化结构；定平台1的上表面低于动平台2的上表面，而高于x向位移放大单元3、x向位移传递单元4、 x向位辅助机构5、x向调节单元6、y向位移放大单元7、y向位移传递单元8、 y向位辅助机构9、y向调节单元10这八个机构的上表面；定平台1的下表面高于动平台2的下表面以及x向位移放大单元3、x向位移传递单元4、x向位辅助机构5、x向调节单元6、y向位移放大单元7、y向位移传递单元8、y向位辅助机构9、y向调节单元10这八个机构的下表面。动平台的上表面凸出于定平台的上表面，从而在动平台承载面积大于动平台的工件时，工件不与定平台发生摩擦。定平台的上表面凸出于各运动机构的上表面，从而使上外盖板与各运动机构不会发生摩擦。定平台的下表面凸出于动平台的下表面以及各运动机构的下表面，从而使下盖板与各运动机构不会发生摩擦。

定平台1上有沉头孔1-1-1、1-1-2、1-1-3、1-1-4、垂直螺纹通孔1-2-1、1-2-2、 1-2-3、1-2-4、水平通孔1-3-1、1-3-2、垂直螺纹孔1-4-1、1-4-2、1-4-3、1-4-4。沉头孔1-1-1、1-1-2、1-1-3、1-1-4与沉头螺钉相结合来固定台体；垂直螺纹通孔1-2-1、1-2-2、1-2-3、1-2-4与紧定螺钉相结合，将上外盖板与下盖板分别固定于定平台2的上、下表面；水平通孔1-3-1、1-3-2分别放置用来测量动平台2 的x、y向输出位移的传感器(如电容式位移传感器)的测头；垂直螺纹孔1-4-1、 1-4-2与紧定螺钉相结合，将测量动平台2的x向输出位移的传感器(如电容式位移传感器)测头固定在定平台1上，垂直螺纹孔1-4-3、1-4-4与紧定螺钉相结合，将测量动平台2的y向输出位移的传感器(如电容式位移传感器)测头固定在定平台1上。

动平台2上有垂直螺纹孔2-1-1～2-1-32、水平通孔2-2-1、2-2-2、水平螺纹通孔2-3-1、2-3-2。垂直螺纹孔2-1-1、2-1-2、2-1-3、2-1-4与紧定螺钉A相结合，将上内盖板固定于动平台2的上表面，垂直螺纹孔2-1-5～2-1-32与紧定螺钉相结合，将不同大小的承载对象固定在动平台2上；水平通孔2-2-1用于将x向压电执行器装配到x向位移放大单元中时，穿设使x向位移放大单元沿x向压电执行器驱动方向产生伸长变形的致动螺钉20(如图7所示，图中以y向压电执行器装配为例)，水平通孔2-2-2用于将y向压电执行器装配到y向位移放大单元中时，穿设使y向位移放大单元沿y向压电执行器驱动方向产生伸长变形的致动螺钉20(如图7所示)；水平螺纹通孔2-3-1用于与x向调节螺钉配合，实现与x向调节螺钉的啮合传动。

x向位移放大单元3(如图3所示)用来对x向压电执行器11的输出位移进行放大，它包括刚性的支撑臂3-1-1、3-1-2，刚性的第一侧杆3-2-1、3-2-3，刚性的第二侧杆3-2-2、3-2-4、刚性的中间杆3-4-1、3-4-2，第一侧杆和支撑臂之间的柔性薄板3-3-3、3-3-7，第一侧杆与中间杆之间的柔性薄板3-3-1、3-3-5，第二侧杆与中间杆之间的柔性薄板3-3-2、3-3-6，第二侧杆与支撑臂之间的柔性薄板3-3-4、3-3-8；刚性的支撑臂3-1-1上有定位侧挡3-1-1-1、3-1-1-2、定位底挡3-1-1-3，刚性的支撑臂3-1-2上有定位侧挡3-1-2-1、3-1-2-2、定位底挡3-1-2-3；定位侧挡3-1-1-1、3-1-1-2、3-1-2-1、3-1-2-2用来准确限定x向压电执行器11 沿图3中箭头①方向的位置，使x向压电执行器11的轴线与x向位移放大单元 3的中轴线重合，从而使动平台2仅沿x向产生微位移，同时避免x向压电执行器11在装配过程中脱落；定位底挡3-1-1-3、3-1-2-3用来准确限定x向压电执行器12沿图3中箭头②方向的位置，使x向压电执行器12在装配过程中不会脱落；连杆3-2-1与3-2-2、柔性薄板3-3-1与3-3-2、3-3-3与3-3-4、连杆3-2-3与 3-2-4、柔性薄板3-3-5与3-3-6、3-3-7与3-3-8分别具有相同的纵向中心线(正是由于连杆3-2-1与3-2-2的纵向中心线、柔性薄板3-3-1与3-3-2的纵向中心线、柔性薄板3-3-3与3-3-4的纵向中心线的不重合，以及连杆3-2-3与3-2-4的纵向中心线、柔性薄板3-3-5与3-3-6的纵向中心线、柔性薄板3-3-7与3-3-8的纵向中心线的不重合，使得x向位移放大单元3具有位移放大功能)，柔性薄板3-3-1 与3-3-2的纵向中心线以及3-3-3与3-3-4的纵向中心线到连杆3-2-1与3-2-2的纵向中心线距离相同，柔性薄板3-3-5与3-3-6的纵向中心线以及3-3-7与3-3-8 的纵向中心线以及到连杆3-2-3与3-2-4的纵向中心线距离相同；x向位移放大单元3分别通过中间杆3-4-1、3-4-2与定平台1、x向位移传递单元4相连接。

x向位移传递单元4(如图4所示)用来将x向位移放大单元3的输出位移传递给动平台2，使动平台2沿x向产生微运动，它包括刚性连杆4-1、第一组柔性薄板4-2-1、4-2-2、第二组4-2-3、4-2-4；x向位移传递单元4通过第一组柔性薄板4-2-1、4-2-2与定平台1相连接，x向位移传递单元4通过第二组柔性薄板4-2-3、4-2-4与动平台2相连接。

x向辅助单元5(如图5所示)用来同x向位移传递单元4相结合，对动平台2沿y向的输出位移进行导向，使动平台2在y向压电执行器12的驱动下，仅沿y向输出位移，而不在其他方向产生耦合位移，它包括刚性连杆5-1、第一组柔性薄板5-2-1、5-2-2、第二组5-2-3、5-2-4、通孔5-3，通孔5-3用来穿过测量动平台2沿x向输出位移的传感器(如电容式位移传感器)的测头；x向辅助单元5通过第一组柔性薄板5-2-1、5-2-2与定平台1相连接，x向辅助单元5通过第二组柔性薄板5-2-3、5-2-4与动平台2相连接。

x向调节单元6(如图6所示)可在x向调节螺钉13的作用下，精密调节用来测量动平台2沿x向输出位移的传感器(如电容式位移传感器)测头与被测面之间的初始间隙，它包括刚性块6-1、柔性折叠梁6-2-1、6-2-2、6-2-3、6-2-4；柔性折叠梁6-2-1的右上部、6-2-2的左上部、6-2-3的右下部、6-2-4的左下部与动平台2相连接，柔性折叠梁6-2-1的左下部、6-2-2的右下部、6-2-3的左上部、 6-2-4的右上部与x向调节单元6的刚性块6-1相连接，刚性块6-1与传感器相对的端面为测量面。调节x向位移传感器(如电容式位移传感器)的测头与被测面之间的初始间隙时(如图1的(a)所示)，在动平台2上的x向水平螺纹通孔 2-3-1旋入x向调节螺钉13，使其与x向调节单元6的刚性块6-1相接触，进而推动刚性块6-1，柔性折叠梁6-2-1、6-2-2、6-2-3、6-2-4发生弹性变形，使刚性块6-1上的被测面向x向辅助单元5中的刚性连杆5-1(x向位移传感器可从其中通过)的一侧运动，从而实现x向位移传感器测头与x向被测面之间初始间隙的精确调节。

y向位移放大单元7(如图3所示)用来对y向压电执行器12的输出位移进行放大，它包括刚性的支撑臂7-1-1、7-1-2、刚性的第一侧杆7-2-1、7-2-3，刚性的第二侧杆7-2-2、7-2-4、刚性的中间杆7-4-1、7-4-2，第一侧杆和支撑臂之间的柔性薄板7-3-3、7-3-7，第一侧杆与中间杆之间的柔性薄板7-3-1、7-3-5，第二侧杆与中间杆之间的柔性薄板7-3-2、7-3-6，第二侧杆与支撑臂之间的柔性薄板7-3-4、7-3-8；刚性的支撑臂7-1-1，支撑臂7-1-1上有定位侧挡7-1-1-1、 7-1-1-2、定位底挡7-1-1-3，支撑臂7-1-2上有定位侧挡7-1-2-1、7-1-2-2、定位底挡7-1-2-3；定位侧挡7-1-1-1、7-1-1-2、7-1-2-1、7-1-2-2用来准确限定y向压电执行器12沿图3中箭头①方向的位置，使y向压电执行器12的轴线与y向位移放大单元7的中轴线重合，从而使动平台2仅沿y向产生微位移，同时避免y 向压电执行器12在装配过程中脱落；定位底挡7-1-1-3、7-1-2-3用来准确限定y 向压电执行器12沿图3中箭头②方向的位置，使y向压电执行器12在装配过程中不会脱落；连杆7-2-1与7-2-2、柔性薄板7-3-1与7-3-2、7-3-3与7-3-4、连杆7-2-3与7-2-4、柔性薄板7-3-5与7-3-6、7-3-7与7-3-8分别具有相同的纵向中心线(正是由于连杆7-2-1与7-2-2的纵向中心线、柔性薄板7-3-1与7-3-2 的纵向中心线、柔性薄板7-3-3与7-3-4的纵向中心线的不重合，以及连杆7-2-3 与7-2-4的纵向中心线、柔性薄板7-3-5与7-3-6的纵向中心线、柔性薄板7-3-7 与7-3-8的纵向中心线的不重合，使得y向位移放大单元7具有位移放大功能)，柔性薄板7-3-1与7-3-2的纵向中心线以及7-3-3与7-3-4的纵向中心线到连杆 7-2-1与7-2-2的纵向中心线距离相同，柔性薄板7-3-5与7-3-6的纵向中心线以及7-3-7与7-3-8的纵向中心线以及到连杆7-2-3与7-2-4的纵向中心线距离相同； y向位移放大单元7分别通过中间杆7-4-1、7-4-2与定平台1、y向位移传递单元8相连接。

y向位移传递单元8(如图4所示)用来将y向位移放大单元7的输出位移传递给动平台2，使动平台2沿y向产生微运动，它包括刚性连杆8-1、第一组柔性薄板8-2-1、8-2-2、第二组8-2-3、8-2-4；y向位移传递单元8通过第一组柔性薄板8-2-1、8-2-2与定平台1相连接，y向位移传递单元8通过第二组柔性薄板8-2-3、8-2-4与动平台2相连接。

y向辅助单元9(如图5所示)用来同y向位移传递单元8相结合，对动平台2沿x向的输出位移进行导向，使动平台2在x向压电执行器11的驱动下，仅沿x向输出位移，而不在其他方向产生耦合位移，它包括刚性连杆9-1、第一组柔性薄板9-2-1、9-2-2、第二组9-2-3、9-2-4、通孔9-3，通孔9-3用来穿过测量动平台2沿y向输出位移的传感器(如电容式位移传感器)的测头；y向辅助单元9通过第一组柔性薄板9-2-1、9-2-2与定平台1相连接，y向辅助单元9通过第二组柔性薄板9-2-3、9-2-4与动平台2相连接。

y向调节单元10(如图6所示)可在y向调节螺钉14的作用下，精密调节用来测量动平台2沿y向输出位移的传感器(如电容式位移传感器)测头与被测面之间的初始间隙，它包括刚性块10-1、柔性折叠梁10-2-1、10-2-2、10-2-3、 10-2-4；柔性折叠梁10-2-1的右上部、10-2-2的左上部、10-2-3的右下部、10-2-4 的左下部与动平台2相连接，柔性折叠梁10-2-1的左下部、10-2-2的右下部、 10-2-3的左上部、10-2-4的右上部与y向调节单元10的刚性块10-1相连接；调节y向位移传感器(如电容式位移传感器)测头与被测面之间的初始间隙时(如图1(a)所示)，在动平台2上的y向水平螺纹通孔2-3-2中旋入y向调节螺钉14，使其与y向调节单元10的刚性块10-1相接触，进而推动刚性块10-1，柔性折叠梁10-2-1、10-2-2、10-2-3、10-2-4发生弹性变形，使刚性块10-1上的被测面向 y向辅助单元9中的刚性连杆9-1(y向位移传感器可从其中通过)的一侧运动，从而实现y向位移传感器测头与y向被测面之间初始间隙的精确调节。

压电执行器分为x向压电执行器11、y向压电执行器12，它们在驱动电压的作用下，分别驱动x、y向位移放大单元来输出位移；x向压电执行器11的两端面分别与x向位移放大单元3的定位侧挡3-1-1-1、3-1-1-2、3-1-2-1、3-1-2-2 的内侧面相接触，其底面与x向位移放大单元3的定位底挡3-1-1-3、3-1-2-3相接触；y向压电执行器12的两端面分别与y向位移放大单元7的定位侧挡7-1-1-1、 7-1-1-2、7-1-2-1、7-1-2-2的内侧面相接触，其底面与y向位移放大单元7的定位底挡7-1-1-3、7-1-2-3相接触；在将x、y向压电执行器装配到x、y向位移放大单元中时(以y向压电执行器装配为例，如图7所示)，将台体及定位块19 固定，使致动螺钉20穿过定位块19上的螺纹通孔，通过推动位移传递单元中的刚性连杆，使位移放大单元沿压电执行器的驱动方向产生伸长变形，从而将压电执行器装配到位移放大单元中，装配完毕后撤去定位块19及致动螺钉20，使压电执行器在位移放大单元弹性回复力的作用下，压紧压电执行器的两端面，从而达到预紧压电执行器的目的。

上外盖板15(如图8所示)用来封闭定平台1的上表面、x向位移放大单元3的上表面、x向位移传递单元4的刚性连杆4-1与第一组柔性薄板4-2-1、 4-2-2的上表面、x向辅助单元5的刚性连杆5-1与第一组柔性薄板5-2-1、5-2-2 的上表面、y向位移放大单元7的上表面、y向位移传递单元8的刚性连杆8-1 与第一组柔性薄板8-2-1、8-2-2的上表面、y向辅助单元9的刚性连杆9-1与第一组柔性薄板9-2-1、9-2-2的上表面，以防止灰尘落入，同时使柔性结构微动平台更加美观；上外盖板15上有锥形沉头孔15-1-1、15-1-2、15-1-3、15-1-4、通孔15-2-1、15-2-2、15-2-3、15-2-4；锥形沉头孔15-1-1、15-1-2、15-1-3、15-1-4 从定平台1的上表面分别与定平台1上的垂直螺纹通孔1-2-1、1-2-2、1-2-3、1-2-4 相对齐，并同紧定螺钉18-1、18-2、18-3、18-4相结合，将上外盖板15固定于定平台1的上表面；通孔15-2-1、15-2-2、15-2-3、15-2-4分别与定平台1上的垂直螺纹孔1-4-1、1-4-2、1-4-3、1-4-4相对齐，进而通过用来紧定x、y向传感器(如电容式位移传感器)的测头。

上内盖板16(如图9所示)用来封闭动平台2的上表面、x向位移传递单元4的第二组柔性薄板4-2-3、4-2-4的上表面、x向辅助单元5的第二组柔性薄板5-2-3、5-2-4的上表面、x向调节单元6的上表面、y向位移传递单元8的第二组柔性薄板8-2-3、8-2-4的上表面、y向辅助单元9的第二组柔性薄板9-2-3、 9-2-4的上表面、y向调节单元10的上表面，以防止灰尘落入，同时使柔性结构微动平台更加美观；上内盖板16上有锥形沉头孔16-1-1、16-1-2、16-1-3、16-1-4、通孔16-2-1～16-2-28；锥形沉头孔16-1-1、16-1-2、16-1-3、16-1-4分别与动平台 2的上表面上的垂直螺纹孔2-2-1、2-2-2、2-2-3、2-2-4相对齐，并同紧定螺钉 18-5、18-6、18-7、18-8相结合，将上内盖板16固定于动平台2的上表面；通孔16-2-1～16-2-28分别与动平台2上的垂直螺纹孔2-1-5～2-1-32相对齐。

下盖板17(如图10所示)用来封闭定平台1与动平台2的下表面以及x向位移放大单元3、x向位移传递单元4、x向辅助单元5、x向调节单元6、y向位移放大单元7、y向位移传递单元8、y向辅助单元9、y向调节单元10这八个机构的下表面，以防止灰尘落入，同时使柔性结构微动平台更加美观；下盖板17 上有锥形沉头孔17-1、17-2、17-3、17-4；锥形沉头孔17-1、17-2、17-3、17-4 从定平台1的下表面分别与定平台1上的垂直螺纹通孔1-2-1、1-2-2、1-2-3、1-2-4 相对齐，并同紧定螺钉18-9、18-10、18-11、18-12相结合，将下盖板17固定于定平台1的下表面。

如图1(a)所示，仅x向压电执行器11在驱动电压作用下伸长，推动x向位移放大单元3的刚性的支撑臂3-1-1、3-1-2向两侧运动，使x向位移放大单元3 的中间杆3-4-2沿x向输出位移，该位移通过x向位移传递单元4传递给动平台 2，由于y向位移传递单元8 与y向辅助单元 9 对平台2沿x向的导向作用，动平台2便沿x向产生严格的直线微位移，而不在y向产生耦合位移。

如图1(a)所示，仅y向压电执行器12在驱动电压作用下伸长，推动y向位移放大单元7的刚性块6-1-1、6-1-2向两侧运动，使y向位移放大单元7的中间杆7-4-2沿y向输出位移，该位移通过y向位移传递单元8传递给动平台2，由于x向位移传递单元4与x向辅助机构5对平台2沿y向的导向作用，动平台2 便沿y向产生严格的直线微位移，而不在x向产生耦合位移。

如图1(a)所示，当同时给x向压电执行器9、y向压电执行器10施加驱动电压时，动平台2便同时沿x与y向产生严格的直线微位移，而不产生耦合位移。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

一种平动两自由度并联柔性结构压电微动平台专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。