本發(fā)明涉及一種細(xì)化分辨率的微納操作手段，具體涉及基于杠桿傳動(dòng)的位移分辨率細(xì)化微納操作平臺設(shè)計(jì)方法，屬于微納操作領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著近年來生物基因技術(shù)、納米檢測操控技術(shù)的發(fā)展，人們對具有納米甚至是亞納米級分辨率的微納操控技術(shù)提出了新的需求，同時(shí)也對傳統(tǒng)超精密操作手段提出了挑戰(zhàn)。尤其是20世紀(jì)90年代，a.midha和l.l.howell提出了柔順機(jī)構(gòu)的概念，實(shí)現(xiàn)了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的革新，極大的促進(jìn)了微納操作平臺設(shè)計(jì)方法的發(fā)展，打開了全新的設(shè)計(jì)理念?；谌犴槞C(jī)構(gòu)的微納操控平臺的設(shè)計(jì)與開發(fā)一直是世界研究領(lǐng)域的一個(gè)持續(xù)性熱點(diǎn)。其中，基于壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)的可以實(shí)現(xiàn)毫米級行程的平臺相關(guān)設(shè)計(jì)，被諸多頂級期刊持續(xù)發(fā)表，同時(shí)相關(guān)發(fā)明專利也得到授權(quán)。

文獻(xiàn)[anewflexure-basedyθnanomanipulatorwithnanometer-scaleresolutionandmillimeter-scaleworkspace]中基于兩級放大杠桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)了yθ兩自由度微納操作平臺，實(shí)現(xiàn)3.1273mm×26.5°行程，分辨率為40nm。文獻(xiàn)cn102543217a提出了一種宏微驅(qū)動(dòng)二維一體定位平臺，其宏動(dòng)平臺和微動(dòng)平臺分別由音圈電機(jī)和壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)。該平臺采用對稱布置結(jié)構(gòu)，具有良好的解耦性，在平面內(nèi)xy方向能實(shí)現(xiàn)較大的位移輸出。但是該平臺結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，體積大，系統(tǒng)剛度和承載能力低，同時(shí)一階固有頻率低，且無法實(shí)現(xiàn)z向轉(zhuǎn)動(dòng)。文獻(xiàn)cn106113022a提出了一種單自由度微定位平臺，該平臺采用多級差動(dòng)杠桿實(shí)現(xiàn)位移的放大，結(jié)構(gòu)緊湊，同時(shí)具有較大的剛度和放大比，但多級差動(dòng)杠桿會導(dǎo)致偏移誤差和輸出方向誤差累積，不利于控制器的設(shè)計(jì)。

現(xiàn)有公開文獻(xiàn)披露出的結(jié)構(gòu)主要是通過設(shè)計(jì)放大機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)輸出位移的放大。在實(shí)際應(yīng)用過程中，雖然該方式可以顯著提高平臺的輸出位移行程，但由于限于電流驅(qū)動(dòng)器或者電壓驅(qū)動(dòng)器自身輸出分辨率問題，以及壓電陶瓷之類致動(dòng)器輸出最低分辨率等因素，同時(shí)外界噪聲的引入最終導(dǎo)致平臺運(yùn)動(dòng)部分的分辨率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過由驅(qū)動(dòng)器和致動(dòng)器等計(jì)算得到的理論分辨率，在具有極限精度要求的檢測及操作環(huán)境下，很難滿足要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有文獻(xiàn)披露的機(jī)構(gòu)存在無法實(shí)現(xiàn)分辨率細(xì)化的問題，本發(fā)明提供基于杠桿傳動(dòng)的位移分辨率細(xì)化微納操作平臺設(shè)計(jì)方法，其結(jié)構(gòu)簡單，借助結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)輸出分辨率細(xì)化功能。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

基于杠桿傳動(dòng)的位移分辨率細(xì)化微納操作平臺，包括：基體、杠桿機(jī)構(gòu)、平臺運(yùn)動(dòng)部分、平臺導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、位移測量機(jī)構(gòu)、壓電陶瓷致動(dòng)器、壓電陶瓷緊固螺母、預(yù)緊螺母、預(yù)緊彈簧；

在所述基體的上方位置設(shè)有杠桿機(jī)構(gòu)，所述杠桿機(jī)構(gòu)由杠桿、第一壓塊、第二壓塊、支撐鉸鏈、連桿組成，所述杠桿為等強(qiáng)度梁設(shè)計(jì)，杠桿朝向或者背向平臺運(yùn)動(dòng)部分一側(cè)為厚度變化一側(cè)，杠桿靠近基體端的兩側(cè)各設(shè)有一個(gè)壓塊，且兩個(gè)壓塊的中軸線位于杠杠厚度最大處，兩個(gè)壓塊與杠杠之間通過方形鉸鏈連接；杠桿機(jī)構(gòu)靠近平臺運(yùn)動(dòng)部分端通過連桿與平臺運(yùn)動(dòng)部分的邊沿中心位置連接；且在杠桿機(jī)構(gòu)的厚度恒定側(cè)設(shè)有支撐鉸鏈；位于杠桿上方的壓塊其遠(yuǎn)離杠桿一側(cè)端面所對基體部分設(shè)有容納預(yù)緊彈簧的圓形孔，所述圓形孔外端面設(shè)有內(nèi)螺紋，所述內(nèi)螺紋與預(yù)緊螺母配合，所述的預(yù)緊螺母預(yù)緊彈簧對壓塊實(shí)施一定的壓力；位于杠桿下方壓塊的遠(yuǎn)離杠桿一側(cè)端面所對基體部分設(shè)有容納壓電陶瓷致動(dòng)器的圓形孔，所述圓形孔內(nèi)設(shè)有內(nèi)螺紋，所述內(nèi)螺紋與壓電陶瓷緊固螺母配合；所述平臺運(yùn)動(dòng)部分四角位置通過平臺導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與基體連接；平臺運(yùn)動(dòng)部分與杠桿機(jī)構(gòu)相對一側(cè)中心位置連接有位移測量機(jī)構(gòu)。

進(jìn)一步的，與壓電陶瓷致動(dòng)器端部球頭配合的壓電陶瓷緊固螺母一端設(shè)有球形孔，所述球形孔與壓電陶瓷致動(dòng)器端部球頭為過度配合。

進(jìn)一步的，所述連桿一端通過方形鉸鏈與杠桿連接，連桿另一端通過方形鉸鏈與平臺運(yùn)動(dòng)部分邊沿中心位置連接。

進(jìn)一步的，所述連桿中心軸線與支撐鉸鏈中心軸線間距為l1，同理，支撐鉸鏈中心軸線與第一壓塊中心軸線間距為l2，其中l(wèi)1﹤l2。

進(jìn)一步的，所述預(yù)緊彈簧一端與第二壓塊遠(yuǎn)離杠桿一側(cè)端面直接配合，預(yù)緊彈簧另一端與預(yù)緊螺母端面配合，所述預(yù)緊螺母與預(yù)緊彈簧配合的一端設(shè)有圓柱形銷，所述圓柱形銷與預(yù)緊彈簧端部內(nèi)孔為過盈配合。

進(jìn)一步的，所述平臺導(dǎo)向機(jī)構(gòu)為l型板簧機(jī)構(gòu)，所述l型板簧機(jī)構(gòu)一端與平臺運(yùn)動(dòng)部分連接，另一端與基體連接。

進(jìn)一步的，所述位移測量機(jī)構(gòu)包括夾持機(jī)構(gòu)、光柵讀數(shù)頭、夾持塊、夾持螺釘、光柵尺，所述夾持機(jī)構(gòu)為c型結(jié)構(gòu)，夾持機(jī)構(gòu)靠近平臺運(yùn)動(dòng)部分一側(cè)中心位置與平臺運(yùn)動(dòng)部分通過方形結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)整體式連接，夾持機(jī)構(gòu)中心位置容納一個(gè)光柵尺，所述的光柵尺的兩側(cè)各設(shè)有一個(gè)夾持塊，所述的夾持塊通過夾持螺釘固定；光柵尺的下部設(shè)有與其配合使用的光柵讀數(shù)頭。

進(jìn)一步的，位于杠桿下方壓塊其靠近平臺運(yùn)動(dòng)部分一側(cè)的側(cè)面中心位置設(shè)有容納壓電陶瓷致動(dòng)器端部球頭的半球形孔，所述半球形孔與壓電陶瓷致動(dòng)器端部球頭為過度配合。

進(jìn)一步的，所述壓電陶瓷緊固螺母和預(yù)緊螺母的非配合端面中心位置設(shè)有內(nèi)六方孔。

進(jìn)一步的，位于杠桿下方壓塊其遠(yuǎn)離杠桿一側(cè)端面所對基體部分設(shè)有的容納壓電陶瓷致動(dòng)器的圓形孔孔徑大于壓電陶瓷致動(dòng)器的公稱尺寸。

進(jìn)一步的，所述杠桿機(jī)構(gòu)和位移測量機(jī)構(gòu)分別設(shè)有兩個(gè)，其相對平臺運(yùn)動(dòng)部分對角線對稱分布。

本發(fā)明所取得的有益效果：

本發(fā)明借助杠桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)輸入位移與輸出位移的比例調(diào)節(jié)，可以滿足在驅(qū)動(dòng)器與致動(dòng)器自身極限分辨率前提下，借助結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)平臺運(yùn)動(dòng)部分輸出位移分辨率的細(xì)化，滿足人們對具有納米甚至是亞納米級分辨率的微納操控技術(shù)的新需求，同時(shí)克服了傳統(tǒng)超精密操作手段的限制。其中，借助夾持螺釘與加持塊可以實(shí)現(xiàn)光柵尺的雙向夾持，同時(shí)實(shí)現(xiàn)光柵尺的雙向調(diào)節(jié)，在實(shí)際應(yīng)用中可以實(shí)現(xiàn)光柵尺的零位調(diào)節(jié)。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進(jìn)一步理解，本申請的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當(dāng)限定。

圖1為本發(fā)明的實(shí)施例1整體結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本發(fā)明的實(shí)施例1局部結(jié)構(gòu)剖視圖。

圖3為本發(fā)明的實(shí)施例2整體結(jié)構(gòu)圖。

圖4為本發(fā)明的實(shí)施例3整體結(jié)構(gòu)圖。

圖5為本發(fā)明的實(shí)施例4整體結(jié)構(gòu)圖。

圖中：1-基體、2-杠桿機(jī)構(gòu)、3-杠桿、4-第一壓塊、5-第二壓塊、6-支撐鉸鏈、7-連桿、8-平臺運(yùn)動(dòng)部分、9-平臺導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、10-位移測量機(jī)構(gòu)、11-夾持機(jī)構(gòu)、12-光柵讀數(shù)頭、13-夾持塊、14-夾持螺釘、15-光柵尺、16-壓電陶瓷致動(dòng)器、17-壓電陶瓷緊固螺母、18-預(yù)緊螺母、19-預(yù)緊彈簧、20-音圈電機(jī)定子、21-音圈電機(jī)動(dòng)子、22-第一緊固螺栓、23-第二緊固螺栓、24-連接機(jī)構(gòu)、25-連接塊、26-第一導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、27-第二導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說明都是例示性的，旨在對本申請?zhí)峁┻M(jìn)一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本申請所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實(shí)施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，在此發(fā)明的示意性實(shí)施例以及說明用來解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。

實(shí)施例1：

如圖1、2所示，基于杠桿傳動(dòng)的位移分辨率細(xì)化微納操作平臺設(shè)計(jì)方法，結(jié)構(gòu)包括：基體1、杠桿機(jī)構(gòu)2、平臺運(yùn)動(dòng)部分8、平臺導(dǎo)向機(jī)構(gòu)9、位移測量機(jī)構(gòu)10、壓電陶瓷致動(dòng)器16、壓電陶瓷緊固螺母17、預(yù)緊螺母18、預(yù)緊彈簧19；基體1為鋁合金方形塊結(jié)構(gòu)，基體1內(nèi)部上方位置設(shè)有經(jīng)線切割加工的杠桿機(jī)構(gòu)2，所述杠桿機(jī)構(gòu)2由杠桿3、第一壓塊4、第二壓塊5、支撐鉸鏈6、連桿7組成，所述杠桿3為等強(qiáng)度梁設(shè)計(jì)，杠桿3朝向平臺運(yùn)動(dòng)部分8一側(cè)為厚度變化一側(cè)，杠桿3靠近基體1邊沿一端厚度變化一側(cè)設(shè)有第一壓塊4，所述第一壓塊4中軸線位于杠桿3厚度最大處，第一壓塊4與杠桿3之間通過方形鉸鏈連接，杠桿3靠近基體1邊沿一端厚度恒定一側(cè)設(shè)有第二壓塊5，所述第二壓塊5與杠桿3之間通過方形鉸鏈連接，杠桿3靠近平臺運(yùn)動(dòng)部分8一端厚度恒定一側(cè)設(shè)有支撐鉸鏈6，所述支撐鉸鏈6為方形鉸鏈，杠桿3靠近平臺運(yùn)動(dòng)部分8一端厚度變化一側(cè)端部設(shè)有連桿7，所述連桿7一端通過方形鉸鏈與杠桿3連接，連桿7另一端通過方形鉸鏈與平臺運(yùn)動(dòng)部分8邊沿中心位置連接，所述連桿7中心軸線與支撐鉸鏈6中心軸線間距為l1，同理，支撐鉸鏈6中心軸線與第一壓塊4中心軸線間距為l2，其中l(wèi)1﹤l2，第二壓塊5遠(yuǎn)離杠桿3一側(cè)端面所對基體1部分設(shè)有容納預(yù)緊彈簧19的圓形孔，所述圓形孔外端面設(shè)有內(nèi)螺紋，所述內(nèi)螺紋與預(yù)緊螺母18配合，所述預(yù)緊彈簧19一端與第二壓塊5遠(yuǎn)離杠桿3一側(cè)端面直接配合，預(yù)緊彈簧19另一端與預(yù)緊螺母18端面配合，所述預(yù)緊螺母18與預(yù)緊彈簧19配合的一端設(shè)有圓柱形銷，所述圓柱形銷與預(yù)緊彈簧19端部內(nèi)孔為過盈配合，第一壓塊4遠(yuǎn)離杠桿3一側(cè)端面所對基體1部分設(shè)有容納壓電陶瓷致動(dòng)器16的圓形孔，所述圓形孔內(nèi)設(shè)有內(nèi)螺紋，所述內(nèi)螺紋與壓電陶瓷緊固螺母17配合，與壓電陶瓷致動(dòng)器16端部球頭配合的壓電陶瓷緊固螺母17一端設(shè)有球形孔，所述球形孔與壓電陶瓷致動(dòng)器16端部球頭為過度配合，平臺運(yùn)動(dòng)部分8為方形體結(jié)構(gòu)，平臺運(yùn)動(dòng)部分8頂面均勻設(shè)有螺紋通孔，所述平臺運(yùn)動(dòng)部分8四角位置通過平臺導(dǎo)向機(jī)構(gòu)9與基體1連接，所述平臺導(dǎo)向機(jī)構(gòu)9為l型板簧機(jī)構(gòu)，所述l型板簧機(jī)構(gòu)一端與平臺運(yùn)動(dòng)部分8連接，另一端與基體1連接，平臺運(yùn)動(dòng)部分8與杠桿3相對一側(cè)中心位置連接有位移測量機(jī)構(gòu)10，所述位移測量機(jī)構(gòu)10包括夾持機(jī)構(gòu)11、光柵讀數(shù)頭12、夾持塊13、夾持螺釘14、光柵尺15，所述夾持機(jī)構(gòu)11為c型結(jié)構(gòu)，夾持機(jī)構(gòu)11靠近平臺運(yùn)動(dòng)部分8一側(cè)中心位置與平臺運(yùn)動(dòng)部分8通過方形結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)整體式連接，夾持機(jī)構(gòu)11中心位置設(shè)有容納光柵尺15的方形槽，所述方形槽兩側(cè)設(shè)有容納夾持螺釘14的螺紋孔，所述夾持螺釘14配合所述螺紋孔，夾持螺釘14末端與夾持塊13的端面接觸，所述夾持塊13的另一端面遠(yuǎn)離平臺運(yùn)動(dòng)部分8邊沿設(shè)有夾持光柵尺15的方形凸起，光柵尺15兩端分別設(shè)有一個(gè)夾持塊13，與所述光柵尺15相對的基體1部分設(shè)有容納光柵讀數(shù)頭12的方形體空腔，所述光柵讀數(shù)頭12位于所述方形體空腔中，并借助螺釘實(shí)現(xiàn)固定，與夾持螺釘14相對的基體1部分設(shè)有調(diào)節(jié)夾持螺釘14的圓形通孔；所述第一壓塊4靠近平臺運(yùn)動(dòng)部分8一側(cè)的側(cè)面中心位置設(shè)有容納壓電陶瓷致動(dòng)器16端部球頭的半球形孔，所述半球形孔與壓電陶瓷致動(dòng)器16端部球頭為過度配合；所述第一壓塊4中心軸線與第二壓塊5中心軸線同軸；所述壓電陶瓷緊固螺母17和預(yù)緊螺母18的非配合端面中心位置設(shè)有內(nèi)六方孔；所述第一壓塊4遠(yuǎn)離杠桿3一側(cè)端面所對基體1部分設(shè)有的容納壓電陶瓷致動(dòng)器16的圓形孔孔徑大于壓電陶瓷致動(dòng)器16的公稱尺寸；所述杠桿機(jī)構(gòu)2和位移測量機(jī)構(gòu)10分別設(shè)有兩個(gè)，其相對平臺運(yùn)動(dòng)部分8對角線對稱分布。

實(shí)施例2：

如圖3所示，基于杠桿傳動(dòng)的輸出位移分辨率細(xì)化壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)型微納操作平臺設(shè)計(jì)方法，結(jié)構(gòu)包括：基體1、杠桿機(jī)構(gòu)2、平臺運(yùn)動(dòng)部分8、平臺導(dǎo)向機(jī)構(gòu)9、位移測量機(jī)構(gòu)10、壓電陶瓷致動(dòng)器16、壓電陶瓷緊固螺母17、預(yù)緊螺母18、預(yù)緊彈簧19；基體1為鋁合金方形塊結(jié)構(gòu)，基體1內(nèi)部上方位置設(shè)有經(jīng)線切割加工的杠桿機(jī)構(gòu)2，所述杠桿機(jī)構(gòu)2由杠桿3、第一壓塊4、第二壓塊5、支撐鉸鏈6、連桿7組成，所述杠桿3為等強(qiáng)度梁設(shè)計(jì)，杠桿3遠(yuǎn)離平臺運(yùn)動(dòng)部分8一側(cè)為厚度變化一側(cè)，杠桿3靠近基體1邊沿一端厚度恒定一側(cè)設(shè)有第一壓塊4，所述第一壓塊4中軸線位于杠桿3厚度最大處，第一壓塊4與杠桿3之間通過方形鉸鏈連接，杠桿3靠近基體1邊沿一端厚度變化一側(cè)設(shè)有第二壓塊5，所述第二壓塊5與杠桿3之間通過方形鉸鏈連接，杠桿3靠近平臺運(yùn)動(dòng)部分8一端厚度恒定一側(cè)設(shè)有支撐鉸鏈6，所述支撐鉸鏈6為方形鉸鏈，杠桿3靠近平臺運(yùn)動(dòng)部分8一端厚度恒定一側(cè)端部設(shè)有連桿7，所述連桿7一端通過方形鉸鏈與杠桿3連接，連桿7另一端通過方形鉸鏈與平臺運(yùn)動(dòng)部分8邊沿中心位置連接，所述連桿7中心軸線與支撐鉸鏈6中心軸線間距為l1，同理，支撐鉸鏈6中心軸線與第一壓塊4中心軸線間距為l2，其中l(wèi)1﹤l2，第二壓塊5遠(yuǎn)離杠桿3一側(cè)端面所對基體1部分設(shè)有容納預(yù)緊彈簧19的圓形孔，所述圓形孔外端面設(shè)有內(nèi)螺紋，所述內(nèi)螺紋與預(yù)緊螺母18配合，所述預(yù)緊彈簧19一端與第二壓塊5遠(yuǎn)離杠桿3一側(cè)端面直接配合，預(yù)緊彈簧19另一端與預(yù)緊螺母18端面配合，所述預(yù)緊螺母18與預(yù)緊彈簧19配合的一端設(shè)有圓柱形銷，所述圓柱形銷與預(yù)緊彈簧19端部內(nèi)孔為過盈配合，第一壓塊4遠(yuǎn)離杠桿3一側(cè)端面所對基體1部分設(shè)有容納壓電陶瓷致動(dòng)器16的圓形孔，所述圓形孔內(nèi)設(shè)有內(nèi)螺紋，所述內(nèi)螺紋與壓電陶瓷緊固螺母17配合，與壓電陶瓷致動(dòng)器16端部球頭配合的壓電陶瓷緊固螺母17一端設(shè)有球形孔，所述球形孔與壓電陶瓷致動(dòng)器16端部球頭為過度配合，平臺運(yùn)動(dòng)部分8為方形體結(jié)構(gòu)，平臺運(yùn)動(dòng)部分8頂面均勻設(shè)有螺紋通孔，所述平臺運(yùn)動(dòng)部分8四角位置通過平臺導(dǎo)向機(jī)構(gòu)9與基體1連接，所述平臺導(dǎo)向機(jī)構(gòu)9為l型板簧機(jī)構(gòu)，所述l型板簧機(jī)構(gòu)一端與平臺運(yùn)動(dòng)部分8連接，另一端與基體1連接，平臺運(yùn)動(dòng)部分8與杠桿3相對一側(cè)中心位置連接有位移測量機(jī)構(gòu)10，所述位移測量機(jī)構(gòu)10包括夾持機(jī)構(gòu)11、光柵讀數(shù)頭12、夾持塊13、夾持螺釘14、光柵尺15，所述夾持機(jī)構(gòu)11為c型結(jié)構(gòu)，夾持機(jī)構(gòu)11靠近平臺運(yùn)動(dòng)部分8一側(cè)中心位置與平臺運(yùn)動(dòng)部分8通過方形結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)整體式連接，夾持機(jī)構(gòu)11中心位置設(shè)有容納光柵尺15的方形槽，所述方形槽兩側(cè)設(shè)有容納夾持螺釘14的螺紋孔，所述夾持螺釘14配合所述螺紋孔，夾持螺釘14末端與夾持塊13的端面接觸，所述夾持塊13的另一端面遠(yuǎn)離平臺運(yùn)動(dòng)部分8邊沿設(shè)有夾持光柵尺15的方形凸起，光柵尺15兩端分別設(shè)有一個(gè)夾持塊13，與所述光柵尺15相對的基體1部分設(shè)有容納光柵讀數(shù)頭12的方形體空腔，所述光柵讀數(shù)頭12位于所述方形體空腔中，并借助螺釘實(shí)現(xiàn)固定，與夾持螺釘14相對的基體1部分設(shè)有調(diào)節(jié)夾持螺釘14的圓形通孔；所述第一壓塊4靠近平臺運(yùn)動(dòng)部分8一側(cè)的側(cè)面中心位置設(shè)有容納壓電陶瓷致動(dòng)器16端部球頭的半球形孔，所述半球形孔與壓電陶瓷致動(dòng)器16端部球頭為過度配合；所述第一壓塊4中心軸線與第二壓塊5中心軸線同軸；所述壓電陶瓷緊固螺母17和預(yù)緊螺母18的非配合端面中心位置設(shè)有內(nèi)六方孔；所述第一壓塊4遠(yuǎn)離杠桿3一側(cè)端面所對基體1部分設(shè)有的容納壓電陶瓷致動(dòng)器16的圓形孔孔徑大于壓電陶瓷致動(dòng)器16的公稱尺寸；所述杠桿機(jī)構(gòu)2和位移測量機(jī)構(gòu)10分別設(shè)有兩個(gè)，其相對平臺運(yùn)動(dòng)部分8對角線對稱分布。

實(shí)施例3：

如圖4所示，基于杠桿傳動(dòng)的輸出位移分辨率細(xì)化音圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)型微納操作平臺設(shè)計(jì)方法，結(jié)構(gòu)包括：基體1、音圈電機(jī)定子20、音圈電機(jī)動(dòng)子21、第一緊固螺栓22、第二緊固螺栓23、連接機(jī)構(gòu)24、連接塊25、第一導(dǎo)向機(jī)構(gòu)26、第二導(dǎo)向機(jī)構(gòu)27、杠桿機(jī)構(gòu)2、平臺運(yùn)動(dòng)部分8、平臺導(dǎo)向機(jī)構(gòu)9；基體1為鋁合金方形塊結(jié)構(gòu)，基體1內(nèi)部側(cè)邊位置設(shè)有經(jīng)線切割加工的容納音圈電機(jī)定子20的方形空腔，所述方形空腔底部設(shè)有容納第一緊固螺栓22的兩個(gè)對稱分布的圓形通孔，所述第一緊固螺栓22通過所述圓形通孔與音圈電機(jī)定子20末端螺紋孔配合，音圈電機(jī)動(dòng)子21位于音圈電機(jī)定子20內(nèi)，所述音圈電機(jī)動(dòng)子21與音圈電機(jī)定子20同軸布置，音圈電機(jī)動(dòng)子21的線圈一端位于音圈電機(jī)定子20內(nèi)部圓柱形空腔內(nèi)，音圈電機(jī)動(dòng)子21另一端與連接塊25配合，所述連接塊25設(shè)有容納第二緊固螺栓23的兩個(gè)對稱分布的圓形通孔，所述第二緊固螺栓23通過所述圓形通孔與音圈電機(jī)動(dòng)子21末端螺紋孔配合，所述連接塊25兩側(cè)分別通過連接機(jī)構(gòu)24與基體1連接，所述連接塊25與安裝音圈電機(jī)動(dòng)子21相對的一側(cè)中心位置設(shè)有方形凸起，所述方形凸起末端設(shè)有一個(gè)半圓形鉸鏈，方形凸起通過所述半圓形鉸鏈與第一導(dǎo)向機(jī)構(gòu)26一側(cè)中心位置連接，所述第一導(dǎo)向機(jī)構(gòu)26為矩形板簧結(jié)構(gòu)，第一導(dǎo)向機(jī)構(gòu)26另一側(cè)中心位置設(shè)有一個(gè)半圓形鉸鏈，第一導(dǎo)向機(jī)構(gòu)26另一側(cè)通過所述半圓形鉸鏈與杠桿機(jī)構(gòu)2一端側(cè)面連接，所述杠桿機(jī)構(gòu)2一端另一側(cè)面設(shè)有一個(gè)半圓形鉸鏈，杠桿機(jī)構(gòu)2一端另一側(cè)面通過所述半圓形鉸鏈與第二導(dǎo)向機(jī)構(gòu)27一側(cè)中心位置連接，所述第二導(dǎo)向機(jī)構(gòu)27為矩形板簧結(jié)構(gòu)，第二導(dǎo)向機(jī)構(gòu)27另一側(cè)中心位置設(shè)有一個(gè)半圓形鉸鏈，第二導(dǎo)向機(jī)構(gòu)27另一側(cè)通過所述半圓形鉸鏈與基體1連接，杠桿機(jī)構(gòu)2另一端側(cè)面設(shè)有一個(gè)方形凸起，所述方形凸起末端設(shè)有串聯(lián)形式的兩個(gè)半圓形鉸鏈，杠桿機(jī)構(gòu)2端部通過所述的兩個(gè)半圓形鉸鏈與平臺運(yùn)動(dòng)部分8連接，所述平臺運(yùn)動(dòng)部分8為方形體結(jié)構(gòu)，平臺運(yùn)動(dòng)部分8兩側(cè)分別通過平臺導(dǎo)向機(jī)構(gòu)9與基體1連接，杠桿機(jī)構(gòu)2設(shè)有一個(gè)方形凸起一端的同一側(cè)遠(yuǎn)離所述方形凸起的位置設(shè)有一個(gè)半圓形鉸鏈，所述杠桿機(jī)構(gòu)2通過所述半圓形鉸鏈與基體1連接，杠桿機(jī)構(gòu)2端部側(cè)面設(shè)有的方形凸起中心軸線與連接杠桿機(jī)構(gòu)2與基體1的半圓形鉸鏈中心軸線間距為l1，同理，連接杠桿機(jī)構(gòu)2與基體1的半圓形鉸鏈中心軸線與第一導(dǎo)向機(jī)構(gòu)26及第二導(dǎo)向機(jī)構(gòu)27中心軸線間距為l2，其中l(wèi)1﹤l2；所述杠桿機(jī)構(gòu)2端部側(cè)面設(shè)有的方形凸起中心軸線與平臺運(yùn)動(dòng)部分8中心軸同軸；所述第一導(dǎo)向機(jī)構(gòu)26兩側(cè)的半圓形鉸鏈形成的中心軸線與第二導(dǎo)向機(jī)構(gòu)27兩側(cè)的半圓形鉸鏈形成的中心軸線同軸；所述第一導(dǎo)向機(jī)構(gòu)26或第二導(dǎo)向機(jī)構(gòu)27中心軸線與音圈電機(jī)動(dòng)子21或音圈電機(jī)定子20同軸；所述連接機(jī)構(gòu)24為雙穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)類型，連接機(jī)構(gòu)24內(nèi)側(cè)與連接塊25兩端連接，連接機(jī)構(gòu)24外側(cè)偏向第一導(dǎo)向機(jī)構(gòu)26與基體1連接；所述平臺導(dǎo)向機(jī)構(gòu)9為平行板簧機(jī)構(gòu)，所述平臺導(dǎo)向機(jī)構(gòu)9由四條板簧構(gòu)成，內(nèi)側(cè)兩條板簧一側(cè)與平臺運(yùn)動(dòng)部分8側(cè)邊連接，外側(cè)兩條板簧一側(cè)直接與基體1連接，內(nèi)側(cè)兩條板簧和外側(cè)兩條板簧遠(yuǎn)離平臺運(yùn)動(dòng)部分8的一側(cè)通過方形塊結(jié)構(gòu)固連。

實(shí)施例4：

如圖5所示，基于杠桿傳動(dòng)的輸出位移分辨率細(xì)化音圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)型微納操作平臺設(shè)計(jì)方法，結(jié)構(gòu)包括：基體1、音圈電機(jī)定子20、音圈電機(jī)動(dòng)子21、第一緊固螺栓22、第二緊固螺栓23、連接機(jī)構(gòu)24、連接塊25、第一導(dǎo)向機(jī)構(gòu)26、第二導(dǎo)向機(jī)構(gòu)27、杠桿機(jī)構(gòu)2、平臺運(yùn)動(dòng)部分8、平臺導(dǎo)向機(jī)構(gòu)9；基體1為鋁合金方形塊結(jié)構(gòu)，基體1內(nèi)部側(cè)邊位置設(shè)有經(jīng)線切割加工的容納音圈電機(jī)定子20的方形空腔，所述方形空腔底部設(shè)有容納第一緊固螺栓22的兩個(gè)對稱分布的圓形通孔，所述第一緊固螺栓22通過所述圓形通孔與音圈電機(jī)定子20末端螺紋孔配合，音圈電機(jī)動(dòng)子21位于音圈電機(jī)定子20內(nèi)，所述音圈電機(jī)動(dòng)子21與音圈電機(jī)定子20同軸布置，音圈電機(jī)動(dòng)子21的線圈一端位于音圈電機(jī)定子20內(nèi)部圓柱形空腔內(nèi)，音圈電機(jī)動(dòng)子21另一端與連接塊25配合，所述連接塊25設(shè)有容納第二緊固螺栓23的兩個(gè)對稱分布的圓形通孔，所述第二緊固螺栓23通過所述圓形通孔與音圈電機(jī)動(dòng)子21末端螺紋孔配合，所述連接塊25兩側(cè)分別通過連接機(jī)構(gòu)24與基體1連接，所述連接塊25與安裝音圈電機(jī)動(dòng)子21相對的一側(cè)中心位置設(shè)有方形凸起，所述方形凸起末端設(shè)有一個(gè)半圓形鉸鏈，方形凸起通過所述半圓形鉸鏈與第一導(dǎo)向機(jī)構(gòu)26一側(cè)中心位置連接，所述第一導(dǎo)向機(jī)構(gòu)26為矩形板簧結(jié)構(gòu)，第一導(dǎo)向機(jī)構(gòu)26另一側(cè)中心位置設(shè)有一個(gè)半圓形鉸鏈，第一導(dǎo)向機(jī)構(gòu)26另一側(cè)通過所述半圓形鉸鏈與杠桿機(jī)構(gòu)2一端側(cè)面連接，所述杠桿機(jī)構(gòu)2一端另一側(cè)面設(shè)有一個(gè)半圓形鉸鏈，杠桿機(jī)構(gòu)2一端另一側(cè)面通過所述半圓形鉸鏈與第二導(dǎo)向機(jī)構(gòu)27一側(cè)中心位置連接，所述第二導(dǎo)向機(jī)構(gòu)27為矩形板簧結(jié)構(gòu)，第二導(dǎo)向機(jī)構(gòu)27另一側(cè)中心位置設(shè)有一個(gè)半圓形鉸鏈，第二導(dǎo)向機(jī)構(gòu)27另一側(cè)通過所述半圓形鉸鏈與基體1連接，杠桿機(jī)構(gòu)2另一端側(cè)面設(shè)有一個(gè)方形凸起，所述方形凸起末端設(shè)有串聯(lián)形式的兩個(gè)半圓形鉸鏈，杠桿機(jī)構(gòu)2端部通過所述的兩個(gè)半圓形鉸鏈與平臺運(yùn)動(dòng)部分8連接，所述平臺運(yùn)動(dòng)部分8為方形體結(jié)構(gòu)，平臺運(yùn)動(dòng)部分8兩側(cè)分別通過平臺導(dǎo)向機(jī)構(gòu)9與基體1連接，杠桿機(jī)構(gòu)2設(shè)有一個(gè)方形凸起一端的另一側(cè)遠(yuǎn)離所述方形凸起的位置設(shè)有一個(gè)半圓形鉸鏈，所述杠桿機(jī)構(gòu)2通過所述半圓形鉸鏈與基體1連接，杠桿機(jī)構(gòu)2端部側(cè)面設(shè)有的方形凸起中心軸線與連接杠桿機(jī)構(gòu)2與基體1的半圓形鉸鏈中心軸線間距為l1，同理，連接杠桿機(jī)構(gòu)2與基體1的半圓形鉸鏈中心軸線與第一導(dǎo)向機(jī)構(gòu)26及第二導(dǎo)向機(jī)構(gòu)27中心軸線間距為l2，其中l(wèi)1﹤l2；所述杠桿機(jī)構(gòu)2端部側(cè)面設(shè)有的方形凸起中心軸線與平臺運(yùn)動(dòng)部分8中心軸同軸；所述第一導(dǎo)向機(jī)構(gòu)26兩側(cè)的半圓形鉸鏈形成的中心軸線與第二導(dǎo)向機(jī)構(gòu)27兩側(cè)的半圓形鉸鏈形成的中心軸線同軸；所述第一導(dǎo)向機(jī)構(gòu)26或第二導(dǎo)向機(jī)構(gòu)27中心軸線與音圈電機(jī)動(dòng)子21或音圈電機(jī)定子20同軸；所述連接機(jī)構(gòu)24為雙穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)類型，連接機(jī)構(gòu)24內(nèi)側(cè)與連接塊25兩端連接，連接機(jī)構(gòu)24外側(cè)偏向第一導(dǎo)向機(jī)構(gòu)26與基體1連接；所述平臺導(dǎo)向機(jī)構(gòu)9為平行板簧機(jī)構(gòu)，所述平臺導(dǎo)向機(jī)構(gòu)9由四條板簧構(gòu)成，內(nèi)側(cè)兩條板簧一側(cè)與平臺運(yùn)動(dòng)部分8側(cè)邊連接，外側(cè)兩條板簧一側(cè)直接與基體1連接，內(nèi)側(cè)兩條板簧和外側(cè)兩條板簧遠(yuǎn)離平臺運(yùn)動(dòng)部分8的一側(cè)通過方形塊結(jié)構(gòu)固連。

由于本發(fā)明采用了上述技術(shù)方案，其中，借助夾持螺釘14與加持塊可以實(shí)現(xiàn)光柵尺15的雙向夾持，同時(shí)實(shí)現(xiàn)光柵尺15的雙向調(diào)節(jié)，在實(shí)際應(yīng)用中可以實(shí)現(xiàn)光柵尺15的零位調(diào)節(jié)。本發(fā)明借助杠桿機(jī)構(gòu)2設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)輸入位移與輸出位移的比例調(diào)節(jié)，可以滿足在驅(qū)動(dòng)器與致動(dòng)器自身極限分辨率前提下，借助結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)平臺運(yùn)動(dòng)部分8輸出位移分辨率的細(xì)化，滿足人們對具有納米甚至是亞納米級分辨率的微納操控技術(shù)的新需求，同時(shí)克服了傳統(tǒng)超精密操作手段的限制。

上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。