一种高精度、大行程三自由度并联微定位平台制造技术

本发明专利技术公开了一种高精度、大行程三自由度并联微定位平台，包括基体，在基体的中央形成有动平台及均布在动平台周围的四个柔性桥式放大机构，沿X向布置的任意一个柔性桥式放大机构采用压电陶瓷驱动器Ⅰ驱动，沿Y向布置的两个柔性桥式放大机构各采用一个压电陶瓷驱动器Ⅱ驱动；沿X向布置的两个柔性桥式放大机构各采用两个沿X向串联的半圆形柔性铰链Ⅰ与动平台连接，沿Y向布置的两个柔性桥式放大机构各采用每两个一组的半圆形柔性铰链Ⅱ与动平台连接，每组内的两个半圆形柔性铰链Ⅱ串联且与Y向平行，两组半圆形柔性铰链Ⅱ关于中心对称。本发明专利技术能够实现动平台在XY平面内高精度、大行程的运动，并且具有较高的工作带宽和固有频率。

A high precision, large travel three degree of freedom parallel micro positioning platform

The invention discloses a high precision and large travel three DOF micro positioning platform, comprising a base, a moving platform and uniform amplification mechanism in four flexible bridge moving platform is formed in the matrix around the central, along the X layout of an arbitrary flexible bridge amplification mechanism with piezoelectric ceramic drive 1 drive Y to two, along the bridge layout flexible amplification mechanism by a piezoelectric actuator drive along the X II; two flexible amplification mechanism of each bridge layout by two along the X semi circular flexible hinge of the series and the moving platform is connected to two Y, along the bridge layout flexible amplification mechanism the connection with the moving platform a group of two semi roundflexible II, 2.5 roundflexible II in each group and the Y series to parallel, two semi roundflexible II centrosymmetrical. The invention can realize the high precision and large stroke motion of the moving platform in the XY plane, and has the advantages of high working frequency and natural frequency.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种三自由度并联微定位平台，特别是涉及一种高精度、大行程三自由度并联微定位平台。
技术介绍
随着科技的发展，微纳技术得到了更广阔的应用。但是，高精度的微定位平台一直制约着微纳技术的推广。目前，小行程的微定位平台已经获得了重大的突破，但是，高精度、大行程的微定位平台还需要进一步提高。目前，高精度、大行程微定位平台最常采用的结构是：X向平动、Y向平动和Z向转动串联。但是这种串联机构会导致平台的工作带宽以及固有频率降低。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种高精度、大行程三自由度并联微定位平台，该平台具有较高的工作带宽和固有频率。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种高精度、大行程三自由度并联微定位平台，包括基体，在所述基体的中央形成有动平台及均布在所述动平台周围的四个柔性桥式放大机构，其中两个所述柔性桥式放大机构沿X向布置，另外两个所述柔性桥式放大机构沿Y向布置，每个所述柔性桥式放大机构设有一平行板导向机构，二者组合形成一个微定位机构；沿X向布置的任意一个所述柔性桥式放大机构采用压电陶瓷驱动器Ⅰ驱动，沿Y向布置的两个所述柔性桥式放大机构各采用一个压电陶瓷驱动器Ⅱ驱动；沿X向布置的两个所述柔性桥式放大机构各采用两个沿X向串联的半圆形柔性铰链Ⅰ与所述动平台连接，沿Y向布置的两个所述柔性桥式放大机构各采用每两个一组的半圆形柔性铰链Ⅱ与所述动平台连接，每组内的两个所述半圆形柔性铰链Ⅱ串联且与Y向平行，两组所述半圆形柔性铰链Ⅱ关于中心对称。所述平行板导向机构设有4片平行板。在所述基体上设有定位孔。本专利技术具有的优点和积极效果是：采用四个含有柔性桥式放大机构的微定位机构并联，能够实现动平台在XY平面内高精度、大行程的运动；X向与Y向微定位机构并联，增大了平台的带宽，以及平台的固有频率；柔性桥式放大机构具有放大功能，在平行板导向机构的约束下，使动平台能够精确地进行运动，以避免动平台因半圆形柔性铰链受压失稳；与动平台相连的四组串联的半圆形柔性铰链解耦了微定位机构对动平台X向平动、Y向平动和垂直XY平面的中心线转动的运动限制，提高了动平台的运动精度。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的一个微定位机构的结构示意图。图中：1、基体，2、压电陶瓷驱动器Ⅰ，3、柔性桥式放大机构，4、平行板导向机构，5、压电陶瓷驱动器Ⅱ，6、定位孔，7、半圆形柔性铰链Ⅱ，8、动平台，9、半圆形柔性铰链Ⅰ。具体实施方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：请参阅图1～图2，一种高精度、大行程三自由度并联微定位平台，包括基体1，在所述基体1的中央形成有动平台8及均布在所述动平台8周围的四个柔性桥式放大机构3，其中两个所述柔性桥式放大机构3沿X向布置，另外两个所述柔性桥式放大机构3沿Y向布置，每个所述柔性桥式放大机构3设有一平行板导向机构4，二者组合形成一个微定位机构，沿X向布置的任意一个所述柔性桥式放大机构3采用压电陶瓷驱动器Ⅰ2驱动，沿Y向布置的两个所述柔性桥式放大机构3各采用一个压电陶瓷驱动器Ⅱ5驱动，沿X向布置的两个所述柔性桥式放大机构3各采用两个沿X向串联的半圆形柔性铰链Ⅰ9与所述动平台8连接，沿Y向布置的两个所述柔性桥式放大机构3各采用每两个一组的半圆形柔性铰链Ⅱ7与所述动平台8连接，每组内的两个所述半圆形柔性铰链Ⅱ7串联且与Y向平行，两组所述半圆形柔性铰链Ⅱ7关于中心对称。在本实施例中，所述平行板导向机构4设有4片平行板。在所述基体1上设有定位孔6。本专利技术的工作原理：首先给压电陶瓷驱动器Ⅰ2和两个压电陶瓷驱动器Ⅱ5预加电压，使与其相对应的柔性桥式放大机构3产生一个位移，并最终使动平台8处于平衡状态。通过改变压电陶瓷驱动器Ⅰ2上的电压，使压电陶瓷驱动器Ⅰ2通过与其相连的沿X向布置的柔性桥式放大机构3带动平台8沿X向平动。通过给一个压电陶瓷驱动器Ⅱ5加压，同时给另一个压电陶瓷驱动器Ⅱ5减压，使两个压电陶瓷驱动器Ⅱ5通过与其相连的沿Y向布置的柔性桥式放大机构3驱动动平台8沿Y向平动。通过同时给两个压电陶瓷驱动器Ⅱ5加压或者减压，使两个压电陶瓷驱动器Ⅱ5通过与其相连的沿Y向布置的柔性桥式放大机构3驱动动平台8沿其垂直XY平面的中心线转动。综上所述，本专利技术的动平台10不但能够实现沿其垂直XY平面的中心线转动，还能实现X向平动和Y向平动。尽管上面结合附图对本专利技术的优选实施例进行了描述，但是本专利技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本专利技术的启示下，在不脱离本专利技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度、大行程三自由度并联微定位平台，其特征在于，包括基体，在所述基体的中央形成有动平台及均布在所述动平台周围的四个柔性桥式放大机构，其中两个所述柔性桥式放大机构沿X向布置，另外两个所述柔性桥式放大机构沿Y向布置，每个所述柔性桥式放大机构设有一平行板导向机构，二者组合形成一个微定位机构；沿X向布置的任意一个所述柔性桥式放大机构采用压电陶瓷驱动器Ⅰ驱动，沿Y向布置的两个所述柔性桥式放大机构各采用一个压电陶瓷驱动器Ⅱ驱动；沿X向布置的两个所述柔性桥式放大机构各采用两个沿X向串联的半圆形柔性铰链Ⅰ与所述动平台连接，沿Y向布置的两个所述柔性桥式放大机构各采用每两个一组的半圆形柔性铰链Ⅱ与所述动平台连接，每组内的两个所述半圆形柔性铰链Ⅱ串联且与Y向平行，两组所述半圆形柔性铰链Ⅱ关于中心对称。

【技术特征摘要】
1.一种高精度、大行程三自由度并联微定位平台，其特征在于，包括基体，在所述基体的中央形成有动平台及均布在所述动平台周围的四个柔性桥式放大机构，其中两个所述柔性桥式放大机构沿X向布置，另外两个所述柔性桥式放大机构沿Y向布置，每个所述柔性桥式放大机构设有一平行板导向机构，二者组合形成一个微定位机构；沿X向布置的任意一个所述柔性桥式放大机构采用压电陶瓷驱动器Ⅰ驱动，沿Y向布置的两个所述柔性桥式放大机构各采用一个压电陶瓷驱动器Ⅱ驱动；沿X向布置的两个所述柔...

【专利技术属性】
技术研发人员：周重凯，田延岭，郭志永，张大卫，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12