(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211310681.2 (22)申请日 2022.10.25 (71)申请人 山东大学 地址 250061 山东省济南市历下区经十路 17923号 (72)发明人 闫鹏　张伟鹏　 (74)专利代理 机构 济南圣达知识产权代理有限 公司 372 21 专利代理师 刘天柱 (51)Int.Cl. F16F 15/00(2006.01) F16M 11/04(2006.01) F16M 11/18(2006.01) F16M 11/22(2006.01) (54)发明名称 一种单自由度复合驱动可调刚度微运动平 台 (57)摘要 本发明公开了一种单自由度复合驱动可调 刚度微运动平台， 涉及精密运动平台技术领域， 可在保证精密微运动的基础上实现刚度的实时 调节， 具体方案如下： 一种单自由度复合驱动可 调刚度微运动平台， 包括柔性微动平台， 其中心 位置设有载物台， 载物台第一相对侧设有复合平 行导向柔性组件， 载物台第二相对侧的一侧安装 压电陶瓷驱动器， 正应力电磁可调刚度驱动器安 装于载物台第二相对侧并与压电陶瓷驱动器相 对设置， 其包括T型定子铁芯， T型定子铁芯中间 绕线方柱上设有激励线圈， 激励线圈两侧设置L 型定子铁芯， L型定子铁芯第一端连接T型定子铁 芯， 第二端与电枢之间设有气隙， 正应力电磁可 调刚度驱动器通过电枢与柔性微动平台连接， 激 励线圈外 接引线以调节刚度。 权利要求书1页 说明书5页 附图5页 CN 115539558 A 2022.12.30 CN 115539558 A 1.一种单自由度复合驱动可调刚度微 运动平台， 其特 征在于， 包括： 柔性微动平台， 其中心位置设有载物台， 载物台第一相对侧设有复合平行导向柔性组 件， 载物台第二相对侧的一侧 安装压电陶瓷驱动器， 压电陶瓷驱动器通过差分杠杆放大柔 性组件连接载物台； 正应力电磁可调刚度驱动器， 安装于载物台第二相对侧并与压电陶瓷驱动器相对设 置， 其包括T型定子铁芯， T型定子铁芯中间绕线放柱上设有激励线圈， 激励线圈两侧设置L 型定子铁 芯， L型定子铁 芯第一端连接T 型定子铁 芯， 第二端与电枢之 间设有气隙， 正应力电 磁可调刚度驱动器通过电枢与柔 性微动平台连接， 激励线圈外 接引线以调节刚度。 2.根据权利要求1所述的一种单自由度复合驱动可调刚度微运动平台， 其特征在于， 所 述正应力电磁可调刚度驱动器还包括相对设置的上外壳和下外壳， 上外壳和下外壳顶部中 间位置设置导线槽， 底部设置电枢槽以连接电枢上下两端， 上外壳和下外壳上还设有连接 电枢槽的柔 性导向铰链。 3.根据权利要求2所述的一种单自由度复合驱动可调刚度微运动平台， 其特征在于， 上 外壳和下外壳上还设有定子铁芯安装槽以配合L型定子铁 芯和T型定子铁 芯， 正应力电磁可 调刚度驱动器为轴对称结构。 4.根据权利要求3所述的一种单自由度复合驱动可调刚度微运动平台， 其特征在于， 所 述上外壳和下外壳的定子铁 芯安装槽处设置紧定螺钉孔， 紧定螺钉孔配合紧定螺钉以顶紧 L型定子铁芯。 5.根据权利要求1所述的一种单自由度复合驱动可调刚度微运动平台， 其特征在于， 所 述载物台第二相对侧的一侧设有压电陶瓷驱动器安装槽， 差分杠杆放大柔性组件设于载物 台第一相对侧， 采用三级杠杆差分放大。 6.根据权利要求5所述的一种单自由度复合驱动可调刚度微运动平台， 其特征在于， 所 述柔性微动平台一侧设置 压电陶瓷驱动器紧定 螺钉安装槽 。 7.根据权利要求5所述的一种单自由度复合驱动可调刚度微运动平台， 其特征在于， 所 述载物台的第二相对侧的另一侧中间位置 设有正应力电磁可调刚度驱动器安装槽， 柔性微 动平台在正应力电磁可调刚度驱动器安装槽一侧还设置电枢安装槽， 用于安装电枢， 电枢 安装框的正 面和侧面开槽以形成磁通回路。 8.根据权利要求5所述的一种单自由度复合驱动可调刚度微运动平台， 其特征在于， 所 述压电陶瓷驱动器的输出端与差分杠杆放大柔 性组件输入端之间设有导向梁。 9.根据权利要求1所述的一种单自由度复合驱动可调刚度微运动平台， 其特征在于， 还 包括上盖板， 设于柔性微动平台顶部， 上盖板中心 位置处设置开口以配合载物台， 上盖板底 部边缘设有卡线槽和走线槽 。 10.根据权利要求9所述的一种单自由度复合驱动可调刚度微运动平台， 其特征在于， 还包括下底板， 设于柔性微动平台底部， 所述下底板呈U型设置， 其最大宽度不覆盖柔性组 件。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115539558 A 2一种单自由度复合驱动可调刚度微运动平台 技术领域 [0001]本发明涉及精密运动 平台技术领域， 尤其是一种单自由度复合驱动可调刚度微运 动平台。 背景技术 [0002]微运动平台是涉及微纳特制造工艺中的关键核心部件， 在芯片制造， 超精密加工 及高能光束控制等领域具有重要的应用价值。 现有技术中， 针对复合驱动的微运动平台的 设计较多集中在串联驱动提升自由度或者宏微驱动扩大行程， 未能够针对平台刚度通过复 合驱动的方式在保证精密运动的基础上实现刚度的实时在线调节。 频率的不可调整大大减 小了微运动平台的应用范围。 [0003]针对特殊的应用如需实现 高纵横比的纳米压印与离子刻蚀， 则需要微运动平台在 大行程运动与高精度微动来回切换， 传统的刚度不可调节的微运动平台将无法同时满足该 需要， 而通过 更换不同类型的微 运动平台将大 大增加设备成本和调试时间。 发明内容 [0004]针对现有技术存在的不足， 本发明的目的是提供一种单自由度复合驱动可调刚度 微运动平台， 其能够 在保证精密微 运动的基础上实现刚度的实时在线调节。 [0005]为了实现上述目的， 本发明是通过如下的技 术方案来实现： [0006]一种单自由度复合驱动可调刚度微 运动平台， 包括： [0007]柔性微动平台， 其中心位置设有载物台， 载物台第一相对侧 设有复合平行导向柔 性组件， 载物台第二相对侧的一侧 安装压电陶瓷驱动器， 压电陶瓷驱动器通过差分杠杆放 大柔性组件连接载物台； [0008]正应力电磁可调刚度驱动器， 安装于载物台第二相对侧并与压电陶瓷驱动器相对 设置， 其包括T 型定子铁 芯， T型定子铁 芯中间绕线放柱上设有激励 线圈， 激励 线圈两侧设置 L型定子铁芯， L型定子铁芯第一端连接T型定子铁芯， 第二端与电枢之间设有气隙， 正应力 电磁可调刚度驱动器通过电枢与柔 性微动平台连接， 激励线圈外 接引线以调节刚度。 [0009]作为进一步的实现方式， 所述正应力电磁可调刚度驱动器还包括相对设置的上外 壳和下外壳， 上外壳和下外壳顶部中间位置设置导线槽， 底部设置电枢槽以连接电枢上下 两端， 上外壳和下外壳上还设有连接电枢槽的柔 性导向铰链。 [0010]作为进一步的实现方式， 上外壳和下外壳上还设有定子铁芯安装槽以配合L型定 子铁芯和T型定 子铁芯， 正应力电磁可调刚度驱动器为轴对称结构。 [0011]作为进一步的实现方式， 所述上外壳和下外壳的定子铁芯安装槽处设置紧定螺钉 孔， 紧定螺钉孔配合紧定 螺钉以顶紧L型定 子铁芯。 [0012]作为进一步的实现方式， 所述载物台第二相对侧的一侧设有压电陶瓷驱动器安装 槽， 差分杠杆放大柔 性组件设于载物台第一相对侧， 采用三级杠杆差分放大。 [0013]作为进一步的实现方式， 所述柔性微动 平台一侧设置压电陶瓷驱动器紧定螺钉安说　明　书 1/5 页 3 CN 115539558 A 3