本實用新型涉及微機械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種微動裝置、顯微鏡掃描頭及顯微鏡裝置。

背景技術(shù)：

在科學(xué)研究以及超精密機械操作中，往往需要實現(xiàn)納米級精密可控的移動，并且保證微動臺體積與質(zhì)量足夠小以節(jié)省設(shè)備的安裝空間?；夶X輪等方式均不能滿足要求。1880年，居里兄弟首先發(fā)現(xiàn)了壓電效應(yīng)，1881年，又實驗驗證了逆壓電效應(yīng)，在壓電陶瓷被發(fā)現(xiàn)之后，壓電材料的應(yīng)用得到了極大地發(fā)展。壓電陶瓷的正壓電性是指在機械外力作用下，壓電陶瓷的兩端在壓力下出現(xiàn)放電現(xiàn)象，拉力下出現(xiàn)充電現(xiàn)象的效應(yīng)。而其逆壓電效應(yīng)則相反，當(dāng)在壓電陶瓷上加入外電場時，壓電陶瓷產(chǎn)生形變，若電場方向與自發(fā)極化方向相同，則極化強度的增大使壓電陶瓷沿極化方向伸長，反之，則會縮短。人們很快發(fā)現(xiàn)可以使用這種壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的滑軌齒輪等實現(xiàn)納米級的精密移動。并且，使用壓電陶瓷進行驅(qū)動的方法不但移動的精密性可以保證，可使用的工作環(huán)境也大大地拓展，包括高真空，超高真空，極低溫，強磁場等等。壓電驅(qū)動微動臺可以實現(xiàn)納米級的精確移動，且可以在極低溫，超高真空，強磁場等極端環(huán)境下正常工作，在科研，精密儀器等領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用。

使用壓電陶瓷驅(qū)動的微動臺的關(guān)鍵主要有以下幾個方面：由一維運動至多維運動的改進；準直性的保證；壓電陶瓷與所驅(qū)動零件之間的壓緊連接；裝置體積與可移動距離的最大優(yōu)化配比。壓電陶瓷材料由于逆壓電效應(yīng)產(chǎn)生的形變只沿自發(fā)極化的一個方向，因此，使用壓電陶瓷驅(qū)動二維移動需要結(jié)構(gòu)上對壓電陶瓷進行有效的組合。準直性要求上，微動臺對移動精度的要求是納米級的，不僅體現(xiàn)在每一步的移動距離上，同樣體現(xiàn)在移動方向上，保證裝置沿預(yù)定方向以納米級的誤差移動也是必須的。壓電陶瓷與驅(qū)動零件之間的連接問題在于壓電陶瓷工作時，陶瓷與被驅(qū)動零件之間必須有一彈性的壓力或者吸力，既保證被驅(qū)動零件可以隨著壓電陶瓷移動，也保證連接的非剛性使壓電陶瓷有發(fā)生形變的空間。在裝置體積的要求上，設(shè)計方案應(yīng)追求移動距離與裝置體積的最優(yōu)化，在不改變裝置移動距離的前提下減小體積以提高裝置性能。

傳統(tǒng)中的壓電驅(qū)動微動裝置的設(shè)計方案，是將兩塊壓電陶瓷按照加入外電場后形變方向相互垂直的方式粘貼在一起做成一組，這一組壓電陶瓷即可同時實現(xiàn)x方向與y方向的形變，利用成組的壓電陶瓷驅(qū)動零件進行二維平面上的移動。在這種設(shè)計中，利用一層零件直接進行二維的移動，而不需要借助兩層分別移動的方式，簡化了設(shè)計并容易做到較小的體積。但這種方法的缺點也十分明顯，由于每組壓電陶瓷均粘在相互平行的水平面內(nèi)，整個裝置沒有任何的限位裝置保證每個方向移動的準直性。這種壓電驅(qū)動微動裝置使用過程中，零件移動方向偏離約定軌道且不可控也不可預(yù)知，從而造成了準直性差，使得該裝置只能夠在較短移動距離下使用，長距離使用是不可取的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對上述技術(shù)問題，提供一種既具有較小的體積，又具有較高的準直性的微動裝置，顯微鏡掃描頭及顯微鏡裝置。

一種微動裝置，包括：

三個微動組件，每個微動組件包括移動臺、支撐部以及壓電陶瓷組，所述移動臺具有兩個壓電陶瓷接觸面，所述兩個壓電陶瓷接觸面形成一夾角，所述壓電陶瓷組設(shè)置于所述兩個壓電陶瓷接觸面與所述支撐部之間；

所述三個微動組件分別為第一方向微動組件、第二方向微動組件和第三方向微動組件，其分別通過所述壓電陶瓷組驅(qū)動對應(yīng)的所述移動臺分別沿第一方向、第二方向和第三方向往復(fù)運動，所述第一方向、第二方向和第三方向相互垂直；

壓力施加裝置和與所述壓力施加裝置間隔設(shè)置的支撐底座，所述壓力施加裝置與所述支撐底座通過彈性壓力將所述第一方向微動組件與所述第二方向微動組件壓合，所述彈性壓力的方向垂直于所述第一方向和所述第二方向；

所述第三方向微動組件中，所述支撐部聯(lián)動于所述第一方向微動組件與第二方向微動組件，所述支撐部給所述移動臺彈性壓力，使所述移動臺彈性壓合設(shè)置于第三支撐部。

在其中一個實施例中，所述壓力施加裝置包括彈性部，所述彈性部與所述第一方向微動組件的移動臺接觸。

在其中一個實施例中，所述第一方向微動組件的移動臺進一步包括與所述彈性部彈性接觸的第一壓力承載面，所述第一壓力承載面的延伸面與所述壓電陶瓷接觸面的延伸面相交。

在其中一個實施例中，所述第一方向微動組件的支撐部固定安裝于所述第二方向微動組件的移動臺。

在其中一個實施例中，所述第一方向微動組件的支撐部沿著所述第一方向延伸，并且具有分別與所述第一方向微動組件的兩個壓電陶瓷接觸面間隔平行的兩個第一支撐面，所述第一方向微動組件的壓電陶瓷組設(shè)置于所述第一方向微動組件的兩個壓電陶瓷接觸面與所述兩個第一支撐面之間。

在其中一個實施例中，所述第二方向微動組件的支撐部固定安裝于所述支撐底座。

在其中一個實施例中，所述第二方向微動組件的支撐部沿著所述第二方向延伸，并且具有分別與所述第二方向微動組件的兩個壓電陶瓷接觸面間隔平行的兩個第二支撐面，所述第二方向微動組件的壓電陶瓷組設(shè)置于第二方向微動組件的兩個壓電陶瓷接觸面與所述兩個第二支撐面之間。

在其中一個實施例中，進一步包括固定裝置，所述固定裝置將所述壓力施加裝置與所述支撐底座固定在一起。

在其中一個實施例中，所述第三方向微動組件的支撐部沿著所述第三方向延伸，并且具有分別與所述第三方向微動組件的兩個壓電陶瓷接觸面間隔平行的兩個第三支撐面，所述第三方向微動組件的壓電陶瓷組設(shè)置于所述第三方向微動組件的兩個壓電陶瓷接觸面與所述兩個第三支撐面之間。

在其中一個實施例中，所述第三方向微動組件的支撐部還具有彈性元件，所述第三方向微動組件的移動臺還包括第二壓力承載面，所述彈性元件與所述第二壓力承載面彈性接觸。

在其中一個實施例中，進一步包括驅(qū)動裝置用于驅(qū)動所述壓電陶瓷組。

一種顯微鏡掃描頭，其特征在于，包括掃描管、第一固定底座，以及上述任一實施例中所述的微動裝置，所述微動裝置與所述掃描管固定設(shè)置于所述第一固定底座。

在其中一個實施例中，所述微動裝置和所述掃描管均安裝有探針。

一種顯微鏡裝置，包括上述實施例中所述的顯微鏡掃描頭、第二固定底座、固定于所述第二固定底座的樣品架，所述第一固定底座固定于所述第二固定底座，所述樣品架與所述掃描管和所述微動裝置間隔相對設(shè)置。

本實用新型提供的微動裝置，通過壓力施加裝置與支撐底座來向所述第一移動臺和所述第二移動臺施加垂直于第一方向和第二方向的力，與具有第一夾角的所述兩個第一壓電陶瓷接觸面，和具有第二夾角的所述兩個第二壓電陶瓷接觸面配合工作，提高了微動裝置的準直性。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例中的微動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型實施例中的微動裝置的第一移動臺和第二移動臺的安裝關(guān)系示意圖；

圖3為本實用新型實施例中的微動裝置限位原理示意圖；

圖4為本實用新型實施例中的微動裝置驅(qū)動電壓的電壓波形圖；

圖5為本實用新型另一實施例提供的微動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為一種包括本實用新型實施例中的微動裝置的顯微鏡掃描頭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本實用新型實施例提供的包含圖6的顯微鏡掃描頭的顯微鏡裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

元件符號說明

微動裝置 10，20

顯微鏡掃描頭 30

探針 31

掃描管 32

第一固定底座 34

顯微鏡裝置 80

第二固定底座 82

樣品架 84

第一方向組件 100

壓力施加裝置 110

彈性部 112

第一移動臺 120

第一壓電陶瓷接觸面 122

第一壓力承載面 121

第二移動臺 130

第二壓電陶瓷接觸面 132

第一支撐部 137

第一支撐面 135

第一壓電陶瓷組 140

第一壓電陶瓷片 142

支撐底座 150

第二支撐部 157

第二支撐面 155

第二壓電陶瓷組 160

第二壓電陶瓷片 162

固定裝置 170

第一摩擦片 124

第二摩擦片 134

第二方向組件 200

第三方向組件 300

第三支撐部 310

固定板 312

第三移動臺 320

第二壓力承載面 321

第三壓電陶瓷接觸面 325

第三壓電陶瓷組 330

第三壓電陶瓷片 332

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖對本實用新型的微動裝置進行描述。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

請參見圖1-2，本實用新型實施例提供一種微動裝置10，包括依次設(shè)置的壓力施加裝置110、第一方向組件100、第二方向組件200以及支撐底座150。所述第一方向組件100包括第一移動臺120、第一支撐部137以及第一壓電陶瓷組 140。所述第二方向組件200包括第二移動臺130、第二支撐部157以及第二壓電陶瓷組160。所述支撐底座150與所述壓力施加裝置110間隔相對設(shè)置。所述壓力施加裝置110與所述支撐底座150通過彈性壓力將所述第一移動臺120與所述第二移動臺130壓合。所述第一壓電陶瓷組140驅(qū)動所述第一移動臺120 沿第一方向往復(fù)運動。所述第二壓電陶瓷組140驅(qū)動所述第二移動臺130沿第二方向往復(fù)運動，所述第二方向與第一方向垂直。

所述第一移動臺120和所述第二移動臺130層疊設(shè)置在所述壓力施加裝置 110與所述支撐底座150之間的。所述第一移動臺120沿著第一方向延伸。所述第二移動臺130沿著第二方向延伸。使用時，可以把物體固定安裝在所述第一移動臺120上，所述微動裝置10可以在兩個相互垂直的方向上實現(xiàn)對物體的移動，也就是實現(xiàn)了二維移動。

所述壓力施加裝置110用于給所述第一移動臺120和所述第二移動臺130 施加垂直于所述第一方向和所述第二方向的壓力。可以理解，以空間直角坐標系為例。若所述第一方向為x軸、所述第二方向為y軸，那么所述壓力施加裝置110給所述第一移動臺120和所述第二移動臺130施加的力的方向為z軸。所述壓力施加裝置110具有一個主體，以及設(shè)置于該主體的彈性部112。所述彈性部112可以用來調(diào)節(jié)所述壓力的大小?？梢岳斫猓鰪椥圆?12的結(jié)構(gòu)不限，可以是各種提供彈性力的裝置。在一個實施例中，所述彈性部112為彈簧。在一個實施例中，所述壓力施加裝置110為平板結(jié)構(gòu)，并且可以具有安裝孔，從而可以與所述支撐底座150安裝固定。并且還可以通過調(diào)節(jié)所述壓力施加裝置 110與所述支撐底座150之間的距離來調(diào)整所述彈性部112提供的壓力的大小。可以理解，所述壓力施加裝置110與所述彈性部112的材料與所述微動裝置10 使用的環(huán)境有關(guān)，當(dāng)用于高溫環(huán)境時，可以采用具有較高熔點的金屬材料制成。

所述第一移動臺120用于實現(xiàn)在所述第一方向上的移動，可以把需要移動的物體固定在所述第一移動臺120上，從而可以實現(xiàn)在第一方向上的移動。所述第一移動臺120與所述彈性部112接觸。所述彈性部112可以將壓力施加給所述第一移動臺120。所述第一移動臺120具有沿著所述第一方向延伸的兩個第一壓電陶瓷接觸面122。所述兩個第一壓電陶瓷接觸面122形成一個第一夾角。所述第一夾角大于0度小于180度。所述兩個第一壓電陶瓷接觸面122可以為三棱柱的兩個側(cè)面，也可以為多棱柱的兩個側(cè)面。只要所述兩個第一壓電陶瓷接觸面122不相互平行即可。在一個實施例中，所述第一移動臺120進一步包括與所述彈性部112接觸的第一壓力承載面121，所述第一壓力承載面121的延伸面與所述兩個第一壓電陶瓷接觸面122的延伸面相交。優(yōu)選地，所述第一壓力承載面121平行與所述第一方向和所述第二方向共同確定的平面。在一個實施例中，所述第一移動臺120的切面為等腰梯形。所述兩個第一壓電陶瓷接觸面122的切面為所述等腰梯形的兩個側(cè)邊。所述第一壓力承載面121的切面為所述等腰梯形的底邊。

所述第二移動臺130用于實現(xiàn)在所述第二方向上的移動。所述第二移動臺130具有沿著所述第二方向延伸的兩個第二壓電陶瓷接觸面132，以及第一支撐部137。所述兩個第二壓電陶瓷接觸面132形成一個第二夾角。所述第二夾角大于0度小于180度。在一個實施例中，所述第二移動臺130的切面為等腰梯形。所述兩個第二壓電陶瓷接觸面132的切面為所述等腰梯形的兩個側(cè)邊。

所述第一支撐部137用于承載所述第一移動臺120。所述第一支撐部137與所述兩個第一壓電陶瓷接觸面122之間設(shè)置有驅(qū)動方向為所述第一方向的第一壓電陶瓷組140。所述第二移動臺130通過所述第一支撐部137可以給所述第一移動臺120提供支撐。由于所述第一壓電陶瓷組140的驅(qū)動方向為所述第一方向，所述第一壓電陶瓷組140可以驅(qū)動所述第一移動臺120沿著所述第一方向移動。在一個實施例中，所述第一支撐部137沿著所述第一方向延伸，并且具有分別與所述兩個第一壓電陶瓷接觸面122間隔平行的兩個第一支撐面135。所述第一壓電陶瓷組140設(shè)置于所述兩個第一壓電陶瓷接觸面122與所述兩個第一支撐面135之間。所述第一壓電陶瓷組140可以通過膠粘結(jié)在所述第一支撐面135上，所述第一壓電陶瓷組140與所述第一壓電陶瓷接觸面122之間在壓力作用下貼合。

所述第一壓電陶瓷組140為多個壓電陶瓷片成對設(shè)置構(gòu)成。可以理解，所述第一壓電陶瓷組140中的壓電陶瓷片的數(shù)量不限，可以根據(jù)實際需要設(shè)置。在一個實施例中，所述第一壓電陶瓷組140包括驅(qū)動方向為所述第一方向的多個第一壓電陶瓷片142。所述多個第一壓電陶瓷片142間隔設(shè)置于所述兩個第一壓電陶瓷接觸面122與所述兩個第一支撐面135之間。由于所述第一壓電陶瓷片142的驅(qū)動方向是所述第一方向，當(dāng)給所述多個第一壓電陶瓷片142輸入脈沖電壓時，所述多個第一壓電陶瓷片142就會驅(qū)動所述第一移動臺110沿著所述第一方向移動。

所述支撐底座150與所述壓力施加裝置110間隔設(shè)置。所述壓力施加裝置 110與所述支撐底座150可以通過固定的方式將所述第一移動臺120與所述第二移動臺130壓合。所述支撐底座150具有用于支撐所述第二移動臺130的第二支撐部157。所述第二支撐部157與所述兩個第二壓電陶瓷接觸面132之間設(shè)置有驅(qū)動方向為所述第二方向的第二壓電陶瓷組160。由于所述第二壓電陶瓷組160的驅(qū)動方向為所述第二方向，所述第二壓電陶瓷組160可以驅(qū)動所述二移動臺130沿著所述第二方向移動。從而所述第二移動臺130可以帶著所述第一移動臺120在所述第二方向上移動。通過所述第一移動臺120與所述第二移動臺 130分別在所述第一方向和所述第二方向移動，所述微動裝置10實現(xiàn)了在兩個維度上(第一方向和第二方向)的移動。在一個實施例中，所述第二支撐部157 沿著所述第二方向延伸，并且具有分別與所述兩個第二壓電陶瓷接觸面132間隔平行的兩個第二支撐面155。所述第二壓電陶瓷組160設(shè)置于所述兩個第二壓電陶瓷接觸面132與所述兩個第二支撐面155之間。所述第二壓電陶瓷組160 可以通過膠粘結(jié)在所述第二支撐面155上，所述第二壓電陶瓷組160與所述第二壓電陶瓷接觸面132之間在壓力作用下貼合。

所述第二壓電陶瓷組160為多個壓電陶瓷片成對設(shè)置構(gòu)成?？梢岳斫猓龅诙弘娞沾山M160中的壓電陶瓷片的數(shù)量不限制，可以根據(jù)實際需要設(shè)置。在一個實施例中，所述第二壓電陶瓷組160包括驅(qū)動方向為所述第二方向的多個第二壓電陶瓷片162。所述多個第二壓電陶瓷片162間隔設(shè)置于所述兩個第二壓電陶瓷接觸面132與所述兩個第二支撐面155之間。由于所述第二壓電陶瓷片162的驅(qū)動方向是所述第二方向，當(dāng)給所述多個第二壓電陶瓷片162輸入脈沖電壓時，所述多個第二壓電陶瓷片162就會驅(qū)動所述二移動臺130沿著所述第第二方向移動。

在一個實施例中，所述微動裝置10還可以進一步包括固定裝置170，所述固定裝置170將所述壓力施加裝置110與所述支撐底座150固定在一起?？梢岳斫猓龉潭ㄑb置170的結(jié)構(gòu)不限，可以是各種固定結(jié)構(gòu)。所述壓力施加裝置110與所述支撐底座150相互間隔設(shè)置，所述第一移動臺120與所述第二移動臺130設(shè)置在所述壓力施加裝置110與所述支撐底座150之間。所述壓力施加裝置110的彈性部112可以施加垂直于所述第一方向和所述第二方向的彈性力給所述第一移動臺120和所述第二移動臺130。在一個實施例中，所述固定裝置170包括多個安裝固定桿，將所述固定裝置170將所述壓力施加裝置110與所述支撐底座150固定。

本實用新型實施例中的微動裝置10，所述第一移動臺120具有兩個具有第一夾角的第一壓電陶瓷接觸面122。所述第一壓電陶瓷組140作用在所述兩個第一壓電陶瓷接觸面122上的壓力也具有一個夾角，從而提高了所述第一移動臺 120在所述第一方向上移動的準直性。另外，基于相同的理由，所述第二移動在 130在所述第二方向上移動的準直性也比較高。因此，相對與傳統(tǒng)方案，本實用新型的微動裝置10在二維移動上具有較高的準直性。

在一個實施例中，所述微動裝置10還可以進一步包括兩個第一摩擦片124 與兩個第二摩擦片134。所述兩個第一摩擦片124分別設(shè)置在所述第一壓電陶瓷組140和所述兩個第一壓電陶瓷接觸面122之間。所述兩個第二摩擦片134分別設(shè)置在所述第二壓電陶瓷組160和所述兩個第二壓電陶瓷接觸面132之間。具體地，所述第一摩擦片124可以用膠固定在所述第一壓電陶瓷接觸面122。所述第二摩擦片134可以用膠固定在所述第二壓電陶瓷接觸面132。所述第一摩擦片124和所述第二摩擦片134用于減小摩擦，在一個實施例中，所述第一摩擦片124和所述第二摩擦片134均為藍寶石片。

在一個實施例中，所述微動裝置10還可以包括驅(qū)動裝置，用于給所述第一壓電陶瓷組140和所述第二壓電陶瓷組160輸入驅(qū)動電壓。所述驅(qū)動裝置可以是各種能夠提供驅(qū)動電壓的設(shè)備。

請參見圖3，以所述第一移動臺120在所述第一方向的移動為例，說明本實用新型的微動裝置10的工作過程。所述二維微動裝置10使用時，沿所述第一方向的驅(qū)動過程如下：通過驅(qū)動裝置在所述第一壓電陶瓷組140上加入如圖3 所示的連續(xù)高頻的電壓脈沖。加在所述第一壓電陶瓷組140上的電壓緩慢上升至設(shè)定值后瞬間下降。在電壓緩慢上升的過程中，第一壓電陶瓷組140中的壓電陶瓷形變發(fā)生緩慢，所述第一壓電陶瓷組140靠著與所述第一壓電陶瓷接觸面122之間的摩擦力推動所述第一移動臺120沿著所述第一方向移動。在電壓瞬間下降時，所述第一壓電陶瓷組140的形變瞬間變?yōu)?。但由于此時的慣性作用，所述第一移動臺120仍舊停留在電壓下降前的位置。因此，在所述連續(xù)高頻的電壓脈沖的一個電壓周期內(nèi)，所述第一移動臺120沿著所述第一方向移動了一步。重復(fù)上述過程，就可以保證所述第一移動臺120穩(wěn)定精密的移動。其中，所述驅(qū)動電壓最高可以達到幾伏特到幾十伏特，每一步的移動距離可以控制在幾納米到幾百納米之間，隨壓電陶瓷自身性質(zhì)的變化而變化，電壓脈沖的頻率從幾赫茲到幾千赫茲均可?？梢岳斫?，驅(qū)動電壓的波形不局限于圖3的波形，所有可以有效驅(qū)動壓電陶瓷的波形均可以使用。所述第二移動臺130沿著所述第二方向的移動與所述第一移動臺120的移動類似，也是施加高頻電壓驅(qū)動所述第二移動臺130。

請參見圖4，以所述第一移動臺120為例，來說明本實用新型的微動裝置 10在二維移動上具有較高的準直性。所述第一移動臺120會受到所述壓力施加裝置110施加的垂直于所述第一方向和所述第二方向的力。定義所述第一方向為x，所述第二方向為y。那么所述壓力施加裝置110施加的壓力為z方向，可以定義為F_z。所述第一移動臺120的兩個第一壓電陶瓷接觸面122上受到的壓力分別為F₁和F₂。由于所述兩個第一壓電陶瓷接觸面122具有夾角，所述F₁和F₂也具有夾角，所述F₁和F₂的力的分量是沿著z與y方向的。所述F₁和F₂在z方向的力與所述壓力施加裝置110的彈性部112施加的壓力相互抵消。所述 F₁和F₂在y方向的力相互抵消。因此，可以使得所述第一移動臺120在所述第一方向(x方向)上移動時，所述第二方向(y方向)上的漂移就被限制了。所述第二移動臺130的移動，也是采用了與所述第一移動臺120相同的方式來消除在所述第一方向上的漂移。因此，本實用新型提供微動裝置10在二維移動上具有較高的準直性。

與現(xiàn)有的二維微動臺技術(shù)相比較，本實用新型實施例所提供的微動裝置10 具有以下優(yōu)點。第一、實現(xiàn)了驅(qū)動功能與限位功能的統(tǒng)一，改變原本將驅(qū)動某一方移動的壓電陶瓷全部安裝在同一水平面內(nèi)的設(shè)計，在壓電陶瓷組之間安排了一個偏離z方向的傾角。這樣，所述第一移動臺或者所述第二移動臺在其移動方向上接與壓電陶瓷組之間形成了天然的運動軌道，而不需要單獨做出實現(xiàn)此功能的構(gòu)造，準直性的要求得以解決。第二、兩組單方向的壓電陶瓷組(第一和第二)均可同時與壓力施加裝置之間形成一個類似三棱柱結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了壓電陶瓷組與被移動零件之間的彈性壓緊，更好的并且保證了微動裝置z方向的穩(wěn)定性。第三，在原本只有一到兩組壓電陶瓷的空間內(nèi)，該裝置折疊了兩組壓電陶瓷，使得原本只是沿z方向堆疊的壓電陶瓷在偏向于水平方向有一個偏角，節(jié)省了z方向的安裝空間，相同的空間內(nèi)可以放置更多組的壓電陶瓷，裝置的動力得到了極大地增強，在有限的空間內(nèi)，可以驅(qū)動更重的零件長時間移動。第四，由于結(jié)構(gòu)的合理改變，整個裝置的體積相對于相同移動距離的其他產(chǎn)品縮小了三成以上。

請參見圖5，本實用新型實施例還提供一種微動裝置20，包括：

三個微動組件，每個微動組件包括移動臺、支撐部以及壓電陶瓷組，所述移動臺具有兩個壓電陶瓷接觸面，所述兩個壓電陶瓷接觸面形成一夾角，所述壓電陶瓷組設(shè)置于所述兩個壓電陶瓷接觸面與所述支撐部之間；

所述三個微動組件分別為第一方向微動組件、第二方向微動組件和第三方向微動組件，其分別通過所述壓電陶瓷組驅(qū)動對應(yīng)的所述移動臺分別沿第一方向、第二方向和第三方向往復(fù)運動，所述第一方向、第二方向和第三方向相互垂直；

壓力施加裝置和與所述壓力施加裝置間隔設(shè)置的支撐底座，所述壓力施加裝置與所述支撐底座通過彈性壓力將所述第一方向微動組件與所述第二方向微動組件壓合，所述彈性壓力的方向垂直于所述第一方向和所述第二方向；

所述第三方向微動組件中，所述支撐部聯(lián)動于所述第一方向微動組件與第二方向微動組件，所述支撐部給所述移動臺彈性壓力，使所述移動臺彈性壓合設(shè)置于第三支撐部。

具體地，與微動裝置10相比，所述微動裝置20可以具有三維移動的功能，并且也具有上述二維微動裝置10的優(yōu)點。所述微動裝置20在所述微動裝置10 的基礎(chǔ)上，進一步包括一第三方向組件300聯(lián)動于所述第一方向微動組件100 與所述第二方向微動組件200。所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向確定的平面。具體地，所述微動裝置10可以帶動第三方向組件300沿著所述第一或第二方向移動，從而使得所述微動裝置20可以在三維平面內(nèi)移動。因此，所述微動裝置20可以實現(xiàn)在三維上的移動，從而具有更加廣泛的應(yīng)用。

具體地，所述第三方向組件300包括固定于所述支撐底座150的第三支撐部310、設(shè)置于所述第三支撐部310的第三移動臺320、以及第三壓電陶瓷組330。所述第三移動臺310具有沿著所述第三方向延伸的第二壓力承載面321、沿著所述第三方向延伸的兩個第三壓電陶瓷接觸面325。所述第二壓力承載面321與所述兩個第三壓電陶瓷接觸面325相交。所述兩個第三壓電陶瓷接觸面325形成一個第三夾角。所述第三壓電陶瓷組330設(shè)置于所述兩個第三壓電陶瓷接觸面 325與所述支撐部310之間。所述支撐部310給所述第二壓力承載面321施加彈性壓力，使所述第三移動臺320彈性壓合設(shè)置于所述第三支撐部310。通過所述第三壓電陶瓷組330驅(qū)動所述第三移動臺320沿所述第三方向往復(fù)運動，從而實現(xiàn)了在三維上的移動。具體地，所述第三壓電陶瓷組330的驅(qū)動方向沿著所述第三方向，因此當(dāng)給所述第三壓電陶瓷組330施加驅(qū)動電時，所述第三移動臺320將沿著所述第三方向移動，可以帶動所述第一方向組件100和所述第二方向組件沿著第三方向移動。另外，所述第一方向組件100又可以帶動所述第二方向組件200和所述第三方向組件300在第一方向上移動。所述第二方向組件200可以帶動所述第三方向組件300和所述第一方向組件200在所述第二方向上移動。從而實現(xiàn)了所述微動裝置20的三維移動。。在一個實施例中，所第三支撐部310還具有彈性元件(圖未示)，所述彈性元件與所述第二壓力承載面 321彈性接觸。

所述第三支撐部310沿著所述第三方向延伸，用于收納安裝所述第三移動臺320。所述第三移動臺320彈性安裝于所述第三支撐部310，并可以相對所述第三支撐部310在所述第三方向上移動。所述第三支撐部310可以具有分別與所述兩個第三壓電陶瓷接觸面325平行的兩個第三支撐面312。所述第三壓電陶瓷組330設(shè)置于所述兩個第三壓電陶瓷接觸面325與所述兩個第三支撐面312 之間。所述第三壓電陶瓷組330可以通過膠粘結(jié)在所述第三支撐面312上，所述第三壓電陶瓷組330與所述第三壓電陶瓷接觸面325之間在壓力作用下貼合。

所述第三壓電陶瓷組330為多個壓電陶瓷片成對設(shè)置構(gòu)成?？梢岳斫?，所述第三壓電陶瓷組330中的壓電陶瓷片的數(shù)量不限制，可以根據(jù)實際需要設(shè)置。述所述第三壓電陶瓷組330包括驅(qū)動方向為所述第三方向的多個第三壓電陶瓷片332。所述多個第三壓電陶瓷片332間隔設(shè)置于所述兩個第三壓電陶瓷接觸面 325與所述兩個第三支撐面312之間。由于所述第三壓電陶瓷片332的驅(qū)動方向是所述第三方向，當(dāng)給所述多個第三壓電陶瓷片332輸入脈沖電壓時，所述多個第三壓電陶瓷片332就會驅(qū)動所述三移動臺320沿著所述第第三方向移動。

所第三支撐部310可以固定安裝于所述支撐底座150，也可以固定安裝于所述第一移動臺120或所述第二移動臺130。也就是說，所述第三支撐部310是聯(lián)動于所述第一移動臺120和所述第二移動臺130的。所述第一移動臺120可以帶動所述第三支撐部310在所述第一方向往復(fù)移動。所述第二移動臺130可以帶動所述第三支撐部310在所述第二方向往復(fù)移動。在一個實施例中，所述第三支撐部310固定安裝于所述第一移動臺120。，另外，所述支撐底座150可以直接固定在所述第三支撐部310。所述支撐底座150還可以通過所述固定裝置 170固定在所述第三支撐部310。通過上述固定，使得所述第三移動臺320可以相對與所述第一移動臺120和所述第二移動臺130在第三方向上移動。因此，在使用時，可以將所述第三移動臺320固定在一個裝置上，所述第三壓電陶瓷組330在輸入脈沖電壓時，使得所述第三移動臺320相對所述第三支撐部310 在所述第三方向移動。從而就可以控制第三支撐部310帶動所述第一方向組件 100和所述第二方向組件200在所述第三方向移動。因此，實現(xiàn)了三維移動。

請參見圖6，本實用新型實施例還提供一種顯微鏡掃描頭30，包括所述微動裝置(10，20)、掃描管32以及第一固定底座34。所述微動裝置(10，20) 可以是所述微動裝置20或者所述微動裝置10。所述微動裝置(10，20)固定安裝在所述第一固定底座34。所述掃描管32也固定安裝在所述第一固定底座34。所述第一固定底座34的結(jié)構(gòu)、材料不限制，可以根據(jù)實際需要選擇。所述微動裝置(10，20)的數(shù)量不限制，可以根據(jù)實際需要選擇。在一個實施例中，所述顯微鏡掃描頭30包括兩個所述微動裝置20以及一個掃描管32，所述兩個所述微動裝置20一個掃描管32相互平行間隔設(shè)置。在一個實施例中，每個所述微動裝置20可以連接一個探針31，并且驅(qū)動所述探針31在三維方向移動。由于所述微動裝置(10，20)具有非常小的體積，可以與掃描管32一起集成構(gòu)成顯微鏡掃描頭30，用于材料的原位測量。

請參見圖7，所述顯微鏡掃描頭30可以應(yīng)用于顯微鏡裝置80中。所述顯微鏡裝置80包括所述顯微鏡掃描頭30、第二固定底座82、固定于所述第二固定底座82的樣品架84。所述第一固定底座34固定于所述第二固定底座82。所述樣品架84與所述掃描管32和所述微動裝置(10，20)間隔相對設(shè)置。所述顯微鏡裝置80在使用時，在所述樣品架84上固定樣品，并且設(shè)置控制電路。所述顯微裝置80在真空環(huán)境下，通過所述微動裝置(10，20)和所述掃描管32 上的探針31對所述樣品進行原位測量。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型所提供的顯微鏡掃描頭30和顯微鏡裝置80 具有如下優(yōu)點：第一，該裝置采用的方法是在不對掃描隧道顯微鏡原有性能做任何損害的前提下，在顯微鏡的探針臺上加入三維微動裝置驅(qū)動多個電勢探針，直接接入樣品來在樣品上加入沿樣品表面變化的偏壓，完成掃描電勢的測量，因此，該裝置不需要多余的刻畫電極，連接引線等步驟，樣品在生長環(huán)境下生長完成后，可以直接進入測量過程，避免了多余步驟對樣品質(zhì)量的影響，真正做到了原位掃描；第二，該裝置沒有因為空間、設(shè)計等方面的困難對原有的掃描隧道顯微鏡功能做任何的簡化或者損害，保留了掃描管等必須元件，掃描分辨率仍然為納米級，可得到樣品表面的原子分辨，同樣可以得到樣品表面原子尺度的電勢變化數(shù)據(jù)；第三，該裝置樣品表面電勢的添加是通過三維微動裝置實現(xiàn)的，而三維微動裝置可以實現(xiàn)納米尺度的精密移動，因此，樣品的表面電勢變化可以控制在納米尺度上添加，排除掃描范圍內(nèi)電學(xué)性質(zhì)測量受到的樣品邊緣缺陷雜質(zhì)等因素的影響，真正實現(xiàn)了局域的探測。

以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。