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芯明天壓電宏微復合運動平臺 - 毫米行程、納米精度

來源：哈爾濱芯明天科技有限公司 2022年07月06日 13:27

傳統的絲杠導軌運動平臺以其耐用可靠的特點廣泛的應用于工業生產、科研技術之中，然而隨著工業技術的提升以及科研的進步，宏動行程低精度的運動平臺已無法滿足越來越高精度的使用要求，宏動行程高精度調節的產品與方案應運而生 - 壓電驅動宏微復合機構。

壓電驅動宏微復合的技術方案，解決了其要求行程大、定位精度高等技術難題，同時還具備了體積小、響應速度快、出力大等技術優勢。

芯明天壓電宏微復合機構是手動調節與電壓調節相結合的超精密定位臺。控制結構分為兩部分，一部分為手動調節臺，通過千分尺進行調節；另一部分為壓電納米定位臺，內部由壓電陶瓷驅動，通過施加電壓來控制。在粗調機構中，可調整的直線運動行程為mm級，分辨率為10μm。在精調機構中，可調整的直線運動行程可達幾十~幾百μm級，分辨率為nm級。通過兩種調節方式結合來達到毫米級行程、納米級定位精度。

組成結構

壓電宏微復合平臺是將壓電平臺與手調或其他電動平移臺相結合，且該結合不會損失壓電平臺的高分辨率。利用手調千分尺的壓電宏微復合平臺，一般手調行程為13mm，且它的分辨率達10μm，在壓電平臺精調行程范圍內。在手動進行粗調后，再利用壓電平臺進行納米級的精調。

芯明天標準的壓電宏微復合機構是在手調千分尺的基礎上集成壓電微動運動平臺，并配以軌道載物臺面，手調千分尺可進行13mm行程的宏觀調節，壓電運動平臺可進行25μm、100μm或250μm行程的納米級微觀調節，既保證毫米級行程范圍，又保證了調節的高精度及便捷性。

特點

•宏動行程13mm，分辨率達10µm

•壓電精調行程25µm、100µm或250µm

•分辨率達0.5nm

•壓電調節可選配閉環傳感器

壓電宏微復合平臺（無載物移動臺面）

無載物移動臺面的壓電宏微復合平臺的功能類似于一個直線促動器，該促動器具有千分尺直線粗調，同時配有壓電直線納米級精調。用戶可將其集成到自有的結構系統中，作為促動器使用。

無載物移動臺面的壓電宏微復合平臺不可直接進行組維，但可選擇多個進行配合使用。

壓電宏微復合臺（無移動臺面）

13mm千分尺行程

壓電行程可選25μm、100μm、250μm

納米至亞納米級分辨率

可選配傳感器

壓電宏微復合平臺（配備載物移動臺面）

配備載物移動臺面的壓電宏微復合平臺提供了負載的機械安裝接口，在移動臺面上配備有多種安裝螺紋孔。

多個該壓電宏微復合平臺可進行組合，以組成二維或三維粗精調運動平臺。

壓電宏微復合臺（配備移動臺面）

13mm千分尺行程

壓電行程可選25μm、100μm、250μm

納米至亞納米級分辨率

提供負載機械安裝接口

可選配傳感器

多維組合壓電宏微復合平臺

壓電宏微復合平臺的運動自由度在1至3維間自由選擇。下圖中為精調25μm行程的二維壓電宏微復合平臺，以及行程為100μm的三維壓電宏微復合平臺。

組合式宏微復合平臺非常適用于多維大行程、高精度的定位，例如光纖對準、光路對準等。

壓電宏微復合平臺技術參數

移動臺面參數

平直度：<3µm/13mm

導軌：交叉滾柱導軌

臺面尺寸：65mm×65mm

真空兼容版

對于真空環境應用，芯明天選用真空兼容組件，形成真空兼容的壓電宏微復合平臺，如下圖所示，左側為精調250μm的真空版XY二維壓電宏微復合平臺，右側為精調行程250μm的三維真空版本。

緊湊型三維壓電宏微復合平臺

對于系統應用空間非常受限的環境，芯明天也可提供緊湊型三維壓電宏微復合平臺，該類平臺的多維版本具有更緊湊的外形尺寸。此外，該運動平臺采用的千分尺具有兩級調節，可先進行5mm范圍內的粗調，再進行0.2mm范圍內的精調。最后是納米級精度的壓電精調，壓電精調行程為18μm。

緊湊型壓電宏微復合臺

5mm千分尺粗調行程

0.2mm千分尺精調行程

18μm壓電行程

納米至亞納米級分辨率

應用案例

下方左圖：光學對準 - 帶載壓電偏轉鏡進行光學路徑調節

下方右圖：納米光刻 - 帶載樣品做XY二維粗精位置調節

壓電螺釘運動平臺

除上述類型的壓電宏微復合平臺外，芯明天也可提供壓電螺釘馬達驅動的運動平臺，可簡單的理解為，將上述壓電宏微復合平臺中的千分尺替換為壓電螺釘。該類平臺不僅運動行程大（可達26mm），定位精度也非常高，直線步長可小于20nm。

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