申请/专利权人：松山湖材料实验室;东莞市卓聚科技有限公司

申请日：2022-03-14

公开（公告）日：2024-03-29

公开（公告）号：CN114629375B

主分类号：H02N2/02

分类号：H02N2/02;H02N2/06;G01B21/20;G01N3/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.29#授权;2023.03.31#专利申请权的转移;2022.11.22#著录事项变更;2022.07.01#实质审查的生效;2022.06.14#公开

摘要：本发明公开了一种微力施加装置，该微力施加装置包括力传感器和微动平台，力传感器与微动平台的力传感器安装面刚性链接，通过微动平台带动力传感器进行微量移动；微动平台包括位移传感器组件、顶部封板、运动基体、底部封板和微动平台驱动结构，微动平台驱动结构包括驱动机构和安装在驱动机构中的压电陶瓷促动器。本发明利用压电陶瓷促动器的逆压电效应，通过电场的精确控制，能够使压电陶瓷促动器的膨胀尺度达到亚纳米尺度，能够对力传感器实现微力mg级及以下的施加，进而能够满足台阶仪在纳米尺度下定量和定性的检测材料表面形貌特征，以及在微力作用下材料的力学性质、物性测量等物理研究。

主权项：1.一种微力施加装置，其特征在于，包括：力传感器和微动平台，所述力传感器与所述微动平台的力传感器安装面刚性链接，通过所述微动平台带动所述力传感器进行微量移动；所述微动平台包括位移传感器组件、顶部封板、运动基体、底部封板和微动平台驱动结构，所述运动基体安装在所述顶部封板和所述底部封板之间，所述位移传感器组件安装在所述顶部封板上，所述微动平台驱动结构安装在所述运动基体上；所述微动平台驱动结构包括驱动机构和安装在所述驱动机构中的压电陶瓷促动器，所述运动基体包括固定基座和微动主体，所述微动主体安装在所述固定基座上，所述驱动机构的驱动面与所述微动主体刚性连接，所述驱动机构的刚性基座与所述固定基座相连；所述压电陶瓷促动器在通电过程中膨胀，以产生线性位移，进而通过所述驱动机构使所述驱动面形成放大的位移量，并通过所述驱动面带动所述运动基体的微动主体一起移动，最终通过所述力传感器安装面输出相应的位移；所述驱动机构包括所述刚性基座和若干个第一导向梁，所述第一导向梁所在的平面与所述驱动面平行；所述刚性基座内设有若干个铰链，且若干个铰链分别设于所述压电陶瓷促动器的两侧，所述压电陶瓷促动器在通电过程中膨胀，产生线性位移，再通过所述铰链的运动放大，以使所述驱动面产生位移，且所述压电陶瓷促动器的线性位移方向与所述驱动面的位移方向垂直；所述力传感器包括屏蔽壳体、锁紧件、灯珠、灯座、探针、第二位移传感器、弹簧组件和屏蔽板；所述第二位移传感器安装在所述屏蔽壳体上，并通过所述锁紧件固定；所述探针安装在所述弹簧组件的安装孔里，且所述弹簧组件的安装基体与所述屏蔽壳体刚性连接，所述弹簧组件中感应电极的感应电极面与所述第二位移传感器相对，以实现位置的测量；所述灯珠安装在所述灯座上，所述灯座与所述屏蔽板刚性连接，所述屏蔽板安装在所述屏蔽壳体上。

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权利要求：

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