
大行程纳米扫描平台 —— 步进式惯性驱动机制
纳米位移台也包含面向毫米级运动范围同时保留纳米级定位分辨能力的大行程纳米扫描平台,采用惯性粘滑驱动原理实现长行程运动输出,和短行程弹性放大式压电定位结构有着完全不同的运动实现逻辑。驱动核心同样基于压电陶瓷的逆压电效应,依靠压电元件快慢两种不同速率的形变过程,配合摩擦力的动态变化完成步进式推进。当压电元件以极慢速度伸长时,驱动足与承载台面之间的静摩擦力带动台面同步跟随移动;当压电元件以极快速度快速回缩时,台面自身的惯性力克服接触面静摩擦,驱动足快速回弹而台面维持位置基本不变,通过重复循环这套快慢形变周期,累积实现持续的长距离位移。整套纳米位移台不需要柔性铰链做位移放大,机械结构布局更加简洁,有效运动行程可以拓展至毫米级别,同时保持单步纳米量级的位移分辨能力。驱动过程中,接触面摩擦状态会受到温度、接触面洁净度、正向预紧力的持续影响,摩擦力的波动会带来单步位移量的不一致,高速连续步进时还会出现台面滑移离散。系统可以搭配光栅或者激光干涉测量组件完成位置采集,把台面真实位置信号反馈给控制器,实现位置信息的实时读取。不同品牌型号的纳米位移台,在步进驱动力、单步位移分辨率、运动速度、负载上限、真空兼容能力上参数性能各不相同,适合大视场拼接曝光、大范围样品 mapping、光学元件长距离对准等场景,补足短行程压电定位平台在运动范围上的局限。