一种微位移放大器及纳米定位装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种微位移放大器，包括输入平台及固定底座，输入平台的同侧对称的连接有一对输入连杆，两根输入连杆的另一端分别与第一杠杆及第二杠杆的首端连接，第一杠杆及第二杠杆的中段分别通过柔性铰链与固定底座的两侧位置连接，第一杠杆及第二杠杆的尾端分别通过柔性铰链与第三杠杆及第四杠杆的中段连接，第三杠杆及第四杠杆的首端分别通过柔性铰链与固定底座的两侧顶端连接，第三杠杆及第四杠杆的尾端分别通过柔性铰链与一对输出连杆连接，两根输出杠杆的另一端均位置对称的与输出平台连接。这种微位移放大器，有效地解决了现有的纳米定位装置行程小精度差，结构复杂的问题。本发明专利技术还公开了一种纳米定位装置。

Micro displacement amplifier and nano positioning device

The invention discloses a micro displacement amplifier, including the input platform and the fixed base, the same side symmetrical input platform connected with a connecting rod of the input, the other end of the connecting rod are respectively two input end and the first and two lever lever connecting lever, the first and two respectively on both sides of the middle lever position of flexible hinge and the fixed base. The end of the first lever connected through, and two levers respectively by a flexible hinge with third lever and four lever middle connection head end third lever and four lever respectively through the tops of the two sides of the flexible hinge and fixed base connection, third and four of the end of the lever lever are respectively connected with a flexible hinge on the output link through the other. One end of the two output lever are symmetrical position and output platform connection. The micro displacement amplifier effectively solves the problems that the existing nanometer positioning device has small travel, poor precision and complicated structure. The invention also discloses a nanometer positioning device.

【技术实现步骤摘要】
一种微位移放大器及纳米定位装置
本专利技术涉及精密加工
，更具体地说，涉及一种微位移放大器，还涉及一种纳米定位装置。
技术介绍
目前，实现运动平台大行程高定位精度的主流方法有两种：一种是采用宏微两级工作台，宏动台实现大行程、微动台实现最终的定位精度。这类定位平台设计的主要思路是将两种类型的电动机结合起来，直流电动机控制机构大范围运动，压电陶瓷激励器保证终端执行器的高精度。这种方式克服了传统的微操作机器人工作空间小的弊端，但整体驱动系统结构复杂、体积大、造价高、无法小型化。另一种是用精确的位移输入装置如压电陶瓷驱动器和铰链机构组合成的单层工作台实现大行程纳米定位，虽然结构简单，但是弹性铰链运动方向上的刚度使位移输入装置所输入的实际伸长量小于名义伸长量，若使微定位平台的工作行程达到使用要求,需要增加位移输入装置的长度，然而压电陶瓷驱动器类的位移输入装置的长度又受到微定位平台结构紧凑性的限制。并且，现有精度高的纳米定位装置往往行程小，不能满足实际试验中大行程的要求；而在加工精度方面有明显提高的，却难以实现微小型复杂结构的超精密加工。具体如下：行程小，所能够工作的范围小；刚度小，易受外界不确定因素的影响从而精度无法达到；结构相对复杂，加工装配误差加大。综上所述，如何有效地解决现有的纳米定位装置行程小精度差，结构复杂等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的第一个目的在于提供一种微位移放大器，该微位移放大器的结构设计可以有效地解决现有的纳米定位装置行程小精度差，结构复杂等问题，本专利技术的第二个目的是提供一种包括上述微位移放大器的纳米定位装置。为了达到上述第一个目的，本专利技术提供如下技术方案：一种微位移放大器，包括用于与运动输入装置连接的输入平台及固定底座，所述输入平台的同侧对称的连接有一对输入连杆，两根所述输入连杆的另一端分别与第一杠杆及第二杠杆的首端连接，所述第一杠杆及第二杠杆的中段分别通过柔性铰链与所述固定底座的两侧位置连接，所述第一杠杆及第二杠杆的尾端分别通过柔性铰链与第三杠杆及第四杠杆的中段连接，所述第三杠杆及第四杠杆的首端分别通过柔性铰链与所述固定底座的两侧顶端连接，所述第三杠杆及第四杠杆的尾端分别通过柔性铰链与一对输出连杆连接，两根所述输出杠杆的另一端均位置对称的与输出平台连接。优选的，上述微位移放大器中，所述输入平台与所述输入连杆之间均通过柔性铰链连接，所述输入连杆与第一杠杆及第二杠杆之间均通过柔性铰链连接。优选的，上述微位移放大器中，所述输出平台与所述输出连杆之间均通过柔性铰链连接。优选的，上述微位移放大器中，所述第一杠杆的首端与中段之间的距离小于其尾端与中段之间的距离；所述第二杠杆的首端与中段之间的距离小于其尾端与中段之间的距离。优选的，上述微位移放大器中，所述第三杠杆的首端与中段之间的距离小于其尾端与中段之间的距离；所述第四杠杆的首端与中段之间的距离小于其尾端与中段之间的距离。优选的，上述微位移放大器中，所述输入杠杆与所述输入平台之间的柔性铰链、所述输入杠杆分别与所述第一杠杆及第二杠杆之间的柔性铰链、所述第一杠杆及第二杠杆分别与所述第三杠杆及第四杠杆之间的柔性铰链、所述第一杠杆、第二杠杆、第三杠杆及第四杠杆各自与所述固定底座之间的柔性铰链均为圆弧型柔性铰链。优选的，上述微位移放大器中，所述输出杠杆与所述输出平台之间的柔性铰链、所述输出杠杆分别与所述第三杠杆及第四杠杆之间的柔性杠杆均为倒圆角型柔性铰链。优选的，上述微位移放大器中，所述固定底座具体为C型框体，所述C型框体的两端的内侧分别与所述第一杠杆及第二杠杆连接，所述C型框体的两端的顶点分别与所述第三杠杆及第四杠杆连接。本专利技术提供的微位移放大器，包括用于与运动输入装置连接的输入平台及固定底座，所述输入平台的同侧对称的连接有一对输入连杆，两根所述输入连杆的另一端分别与第一杠杆及第二杠杆的首端连接，所述第一杠杆及第二杠杆的中段分别通过柔性铰链与所述固定底座的两侧位置连接，所述第一杠杆及第二杠杆的尾端分别通过柔性铰链与第三杠杆及第四杠杆的中段连接，所述第三杠杆及第四杠杆的首端分别通过柔性铰链与所述固定底座的两侧顶端连接，所述第三杠杆及第四杠杆的尾端分别通过柔性铰链与一对输出连杆连接，两根所述输出杠杆的另一端均位置对称的与输出平台连接。这种微位移放大器，包括两对对称设置的两组差动式杠杆，提高了放大的行程，杠杆与杠杆之间及杠杆与底座之间均通过柔性铰链连接固定，在柔性铰链和杠杆本身位置及尺寸精准的情况下，可以实现位移的较为精确的放大；并且这种设计结构简明，占据的空间相对现有技术中的设计较小，设计采用对称的结构，整体刚性较高，可以较为稳定和准确的输出位移；鉴于柔性铰链本身的结构特点，可以将微位移放大器一体铸造，避免了安装复杂且有可能有装配误差的情况。综上所述，本专利技术提供的这种微位移放大器可以有效地解决现有的纳米定位装置行程小精度差，结构复杂的问题。为了达到上述第二个目的，本专利技术还提供了一种纳米定位装置，该纳米定位装置包括上述任一种微位移放大器。由于上述的微位移放大器具有上述技术效果，具有该微位移放大器的纳米定位装置也应具有相应的技术效果。优选的，上述纳米定位装置中，还包括底板及压电陶瓷驱动器，所述固定底座与所述底板安装固定，所述输入平台与所述固定底座之间还设置有与所述底板安装固定的压电陶瓷驱动器。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的微位移放大器的结构示意图。附图中标记如下：输入平台1、输出平台2、输入连杆3、第一杠杆4、第二杠杆5、第三杠杆6、第四杠杆7、输出连杆8、固定底座9、柔性铰链10。具体实施方式本专利技术实施例公开了一种微位移放大器，以解决现有的纳米定位装置行程小精度差，结构复杂的问题。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，图1为本专利技术实施例提供的微位移放大器的结构示意图。本专利技术的实施例提供的微位移放大器，包括用于与运动输入装置连接的输入平台1及固定底座9，所述输入平台1的同侧对称的连接有一对输入连杆3，两根所述输入连杆3的另一端分别与第一杠杆4及第二杠杆5的首端连接，所述第一杠杆4及第二杠杆5的中段分别通过柔性铰链10与所述固定底座9的两侧位置连接，所述第一杠杆4及第二杠杆5的尾端分别通过柔性铰链10与第三杠杆6及第四杠杆7的中段连接，所述第三杠杆6及第四杠杆7的首端分别通过柔性铰链10与所述固定底座9的两侧顶端连接，所述第三杠杆6及第四杠杆7的尾端分别通过柔性铰链10与一对输出连杆8连接，两根所述输出杠杆的另一端均位置对称的与输出平台2连接。本市实施例提供的这种微位移放大器，包括两对对称设置的两组差动式杠杆，提高了放大的行程，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微位移放大器，其特征在于，包括用于与运动输入装置连接的输入平台及固定底座，所述输入平台的同侧对称的连接有一对输入连杆，两根所述输入连杆的另一端分别与第一杠杆及第二杠杆的首端连接，所述第一杠杆及第二杠杆的中段分别通过柔性铰链与所述固定底座的两侧位置连接，所述第一杠杆及第二杠杆的尾端分别通过柔性铰链与第三杠杆及第四杠杆的中段连接，所述第三杠杆及第四杠杆的首端分别通过柔性铰链与所述固定底座的两侧顶端连接，所述第三杠杆及第四杠杆的尾端分别通过柔性铰链与一对输出连杆连接，两根所述输出杠杆的另一端均位置对称的与输出平台连接。

【技术特征摘要】
1.一种微位移放大器，其特征在于，包括用于与运动输入装置连接的输入平台及固定底座，所述输入平台的同侧对称的连接有一对输入连杆，两根所述输入连杆的另一端分别与第一杠杆及第二杠杆的首端连接，所述第一杠杆及第二杠杆的中段分别通过柔性铰链与所述固定底座的两侧位置连接，所述第一杠杆及第二杠杆的尾端分别通过柔性铰链与第三杠杆及第四杠杆的中段连接，所述第三杠杆及第四杠杆的首端分别通过柔性铰链与所述固定底座的两侧顶端连接，所述第三杠杆及第四杠杆的尾端分别通过柔性铰链与一对输出连杆连接，两根所述输出杠杆的另一端均位置对称的与输出平台连接。2.根据权利要求1所述的微位移放大器，其特征在于，所述输入平台与所述输入连杆之间均通过柔性铰链连接，所述输入连杆与第一杠杆及第二杠杆之间均通过柔性铰链连接。3.根据权利要求2所述的微位移放大器，其特征在于，所述输出平台与所述输出连杆之间均通过柔性铰链连接。4.根据权利要求3所述的微位移放大器，其特征在于，所述第一杠杆的首端与中段之间的距离小于其尾端与中段之间的距离；所述第二杠杆的首端与中段之间的距离小于其尾端与中段之间的距离。5.根据权利要求4所述的微位移放大器，其特征在于，所述第三杠杆的首端与中段之...

【专利技术属性】
技术研发人员：何思丰，汤晖，邱迁，车俊杰，向晓彬，陈创斌，张凯富，高健，陈新，贺云波，王素娟，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44