
納米位移臺如何實現(xiàn)超長行程移動?
納米位移臺一般依靠壓電陶瓷驅(qū)動器或精密電機實現(xiàn)運動,其單次行程往往受到材料變形量、驅(qū)動電壓和結(jié)構(gòu)設(shè)計的限制,通常在微米到毫米級范圍。如果要實現(xiàn)超長行程移動,可以采用以下幾種方法:
步進掃描(步進位移臺):利用壓電陶瓷的“爬行驅(qū)動”方式(stick-slip 或 inertial drive),通過連續(xù)的小步位移疊加,實現(xiàn)厘米甚至更長的位移范圍。
復合驅(qū)動結(jié)構(gòu):將壓電驅(qū)動與電機、絲杠、導軌等組合。電機實現(xiàn)大范圍移動,壓電元件負責微調(diào)和高精度定位,既兼顧長行程又保留納米分辨率。
直線電機驅(qū)動:使用精密直線電機與光柵尺反饋,能實現(xiàn)幾十毫米甚至上百毫米的運動,同時保持較高精度。
多級傳遞機構(gòu):通過齒輪、杠桿或柔性放大機構(gòu),將有限的壓電位移放大到更長的行程,但這種方式可能會犧牲一定的剛性和分辨率。
閉環(huán)反饋控制:在超長行程下,誤差容易累積,因此需要結(jié)合電容傳感器、光學編碼器或干涉儀等反饋系統(tǒng)來保持精度。
一般實驗室里,如果你既要超長行程又要納米精度,常用的方案是電機+壓電復合驅(qū)動,大范圍由電機移動,精細調(diào)整由壓電完成。