具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。

下述公开了多种不同的实施所述的主题技术方案的实施方式或者实施例。为简化公开内容，下面描述了各元件和排列的具体实例，当然，这些仅仅为例子而已，并非是对本发明的保护范围进行限制。例如在说明书中随后记载的第一特征在第二特征上方或者上面形成，可以包括第一和第二特征通过直接联系的方式形成的实施方式，也可包括在第一和第二特征之间形成附加特征的实施方式，从而第一和第二特征之间可以不直接联系。另外，这些公开内容中可能会在不同的例子中重复附图标记和/或字母。该重复是为了简要和清楚，其本身不表示要讨论的各实施方式和/或结构间的关系。进一步地，当第一元件是用与第二元件相连或结合的方式描述的，该说明包括第一和第二元件直接相连或彼此结合的实施方式，也包括采用一个或多个其他介入元件加入使第一和第二元件间接地相连或彼此结合。

另外，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外，使用“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此也不能理解为对本发明保护范围的限制。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

参考图1以及图2，在一实施例中，微位移放大机构100包括输入端(未图示)、输出端14、基座9以及放大部200，包括三角放大组件201以及杠杆放大组件202，三角放大组件201采用三角放大原理进行放大，杠杆放大组件202采用杠杆原理进行放大，具体原理为本领域技术人员熟知，此处不再赘述，放大部200固定于基座9之上。输入端接收一微位移的输入，放大部将该微位移放大至一放大位移，输出端14与放大部200连接，输出该放大位移。三角放大组件201包括菱形放大结构8，菱形放大结构8的相邻边通过第一柔性铰链4连接。杠杆放大组件202与三角放大组件201连接，为菱形放大结构8与杠杆件之间柔性地连接，菱形放大结构8、杠杆件分别与基座9相连；杠杆件的支点通过第二柔性铰链21连接基座9。如此设置的有益效果在于，通过三角放大组件、杠杆放大组件以及柔性铰链的结合，实现微位移放大机构更大的放大系数以及放大效率。具体地，可以有效地减小菱形放大结构8相邻边结合部的应力集中；同时在菱形放大结构8与杠杆件之间柔性地连接，可以避免屈曲变形，使位移传递更为顺滑。而将杠杆件的支点通过柔性铰链与基座相连，可以使得支点本身在放大传递位移的过程中也发生移动，进一步增大了放大机构的放大系数。

继续参考图1以及图2，在一实施例中，第二柔性铰链的具体结构可以是，第二柔性铰链21包括依次连接的直梁形柔性铰链1、第二过渡杆211、椭圆形柔性铰链2、第三过渡杆212，直梁形柔性铰链1连接杠杆件的支点，椭圆形柔性铰链2两端分别通过第二过渡杆211、第三过渡杆212连接直梁形柔性铰链1、基座9。如此设置的有益效果在于，充分利用直梁形柔性铰链1连接支点，可以减少支点在移动中的偏移量，例如输入杠杆件的移动方向为y轴负方向，那么直梁形柔性铰链1可以减小其在x轴方向以及z轴方向的偏移，进一步提高了杠杆的放大系数以及放大效率。直梁形柔性铰链1、第二过渡杆211、椭圆形柔性铰链2、第三过渡杆212的结合，可以使位移的传递更为顺滑，进一步提高放大效率。

继续参考图1以及图2，在一些实施例中，放大机构的具体结构还可以是，菱形放大结构8内部限定一第一空间3，第一空间3可固定连接一微位移件7，微位移件7可产生微位移输出至输入端。微位移件7可以是压电叠堆，其固定于菱形放大结构8的两侧的连接边81，可以将应变片感测到的微位移信号转化为电信号输入压电叠堆，压电叠堆产生微位移。如此菱形放大结构8两连接边81即作为整个放大机构的输入端。若是对于试验台，进行微位移测量试验，可以向压电叠堆中通电，但由于压电叠堆只能承受正电压，因此在通交流电时，要注意电压的偏置，且电压应逐级加载。采用压电叠堆作为输入元件，利用压电叠堆体积小、输出力大、精度高、易于控制，使得包括微位移放大机构100以及压电叠堆的微位移放大系统可以作为振动主动控制、精密驱动、光学定位等领域的有效放大器件。输入端接收压电叠堆产生的微位移，菱形放大结构8与输入端连接，菱形放大结构8接收所述微位移，在三角边82，82以及三角边83，83的作用下进行三角放大，例如从连接边81输入压电叠堆输出的x方向位移，经过三角放大，输出放大后的y方向位移，为第一级放大位移；而杠杆件与输出端14连接，杠杆件将第一级放大位移进一步放大为放大位移，使输出端14输出放大位移。如此设置的有益效果在于，将微位移件7集成至进行第一级放大的菱形放大结构8的内部的第一空间3，既可以在保证微位移的第一级放大输出稳定的线性移动，进而传递至杠杆件，使得放大效率高；也可以使得微位移放大机构的结构紧凑化，以节约空间设置更多级的放大件。例如进一步地，继续参考图1以及图2，在一实施例中，杠杆件包括第一级杠杆件203以及第二级杠杆件204，第一级杠杆件203接收第一级放大位移并放大为一第二级放大位移，第二级杠杆件204接收所述第二级放大位移并放大为一第三级放大位移，在图1以及图2所示的实施例中，第二级杠杆件204连接输出端14，即输出的放大位移为第三级放大位移。如此设置可以使得放大机构的放大级数达到三级放大以上，进一步增大放大系数。

继续参考图1以及图2，在一实施例中，放大机构100的结构还可以进一步是，第一级杠杆件203、第二级杠杆204分别包括以三角放大组件201的中心线为轴对称的第一杠杆件10、第二杠杆件20，以及第三杠杆件6、第四杠杆件11。三角放大组件201还包括第四柔性铰链24以及过渡平台12，菱形放大机构8的一顶点通过第四柔性铰链24与过渡平台12连接；三角放大组件201与杠杆件之间的柔性地连接的具体结构可以是，过渡平台12分别对称地与第一杠杆件10、第二杠杆件20通过第五柔性铰链19连接，第一杠杆件10、第二杠杆件20分别对称地与第三杠杆件6、第四杠杆件11通过第六柔性铰链18连接；第一杠杆件10、第二杠杆件20、第三杠杆件6、第四杠杆件11的支点分别各自通过第二柔性铰链15、16、17、21与基座9连接。如此设置的有益效果在于，设置对称的结构，使得整个放大机构在传递、放大位移的过程中，产生的应力均匀分布，保证了放大机构的使用寿命以及输出的放大结果的一致性以及可靠性。同时，过渡平台12的设置，可以使得在菱形放大结构8与第一级杠杆件203之间的位移传递更为顺滑，提高放大效率。

继续参考图1以及图2，在一实施例中，柔性铰链的具体结构可以是，第一柔性铰链4为半圆形柔性铰链40；第四柔性铰链5包括第四过渡杆13以及分别位于第四过渡杆13的两端的两半圆形柔性铰链40；第五柔性铰链19包括第五过渡杆191以及分别位于第五过渡杆191两端的两椭圆形铰柔性链2；第六柔性铰链18包括第六过渡杆181以及分别位于第六过渡杆181两端的两椭圆形柔性铰链2。分别设置半圆形柔性铰链以及椭圆形柔性铰链的有益效果在于，发明人发现菱形放大结构的拐角处易产生应力集中，同时将第一级放大位移传递到杠杆放大结构时易产生曲屈变形，这两个因素会影响微位移放大器的放大系数以及放大效率。因此，在菱形放大结构8的相邻边处通过半圆形柔性铰链连接，在菱形放大结构8和过渡平台12之间加入第四过渡杆13以及两个半圆形柔性铰链40，以实现更为顺滑的位移传递；而设置椭圆形柔性铰链2，可以传递更大的旋转角度，在杠杆件的动力部和/或阻力部连接椭圆形柔性铰链2，可以进一步增大杠杆放大组件202的放大倍数。同理地，杠杆件与输出端14之间也可以采用椭圆形柔性铰链2连接。

继续参考图1以及图2，在一实施例中，第一级杠杆件203的纵向高度，即在y轴方向的高度低于过渡平台12，第二级杠杆件204的纵向高度高于过渡平台12，如此设置的有益效果在于，将第一级杠杆件、第二级杠杆件与过渡平台交错地设置，可以节省布置两级杠杆所需的纵向空间，使得放大机构整体小型化。

参考图1以及图2，在一些实施例中，微位移放大机构100的基座9、输入端、放大部200以及输出端14之间为一体连接，即微位移放大机构100可以通过一体成型工艺制成，如此易于加工，无需考虑各部件之间的加工公差，也节省了各部件之间的安装步骤。

参考图3，承上所述，在一实施例中，微位移测量系统1000可以包括第一数据采集系统101、微位移放大系统103以及第二数据采集系统102，第一数据采集系统101采集感测被测量件400的位移，输出一微位移信号，例如第一数据采集系统101可以是应变片以及比较电路，将应变片感测的被测量件400的位移输出为电信号。微位移放大系统103包括如上实施例所述的微位移放大机构100以及微位移件，微位移件接收所述微位移信号并输出微位移，微位移放大机构100放大所述微位移至所述放大位移，第二数据采集系统102采集放大位移，并输出。例如应用于航空发动机中，可以通过第一数据采集系统101测量飞行状态中航空发动机的转静子间隙、叶尖振幅、叶身形变等等微位移参数，经过微位移放大系统103放大输出至第二数据采集系统102，输出至飞机和/或航空发动机的中央控制单元，以监控航空发动机的运行健康状况，并判断当前飞机和/或航空发动机的状态是否正常，是否需要启动调节手段调节上述间隙、振幅、形变等等。可以理解到，微位移测量系统还可以用于其它设备，例如上文已经说明的用于测量微位移的试验台。

承上所述，微位移的放大方法可以包括，通过设置一微位移放大机构，对微位移进行放大，所述放大机构包括三角放大组件以及杠杆放大组件，具体的微位移放大步骤可以包括：

步骤S1：将微位移经过所述三角放大组件放大至中间放大位移；

步骤S2：将所述中间放大位移经过所述杠杆放大组件放大至输出放大位移；将所述中间放大位移输入所述杠杆放大组件的一杠杆件，使所述杠杆件的支点随所述中间放大位移的位移方向移动。

进一步地，在微位移的放大过程中，将微位移在所述三角放大组件内部、所述三角放大组件与所述杠杆放大组件之间、以及所述杠杆放大组件内部柔性地传递。

综上所述，采用上述实施例的微位移放大机构、放大系统的优点包括利用三角放大组件以及杠杆放大组件的柔性连接的组合，以及将支点柔性铰链连接于基座，三角放大组件的相邻边之间柔性铰链连接，实现了在保证精度的情况下，在紧凑的结构中提升微位移的放大系数以及效率，经放大后，纳米甚至微米的微位移，其放大输出达到毫米级。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。