一种单自由度柔性微定位平台制造技术

本实用新型专利技术公开了一种单自由度柔性微定位平台，包括运动输入装置、柔性运动平台及用于固定柔性运动平台的平台底座，柔性运动平台包括对称设置两个半部运动机构，每个半部均包括由柔性铰链连接的运动平台和多级差动杠杆这种设计将位移放大，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；设计结构简明，占据的空间相对较小，采用对称的结构，可较为稳定的输出位移，有效消除侧向附加位移，减小机构自身的纵向耦合位移误差，提升了位移放大的精度，柔性铰链的设计易于一体加工，可以避免装配误差。在相对较小的空间内、以较低的成本精确地实现位移放大，解决了柔性微定位平台的大行程与高精度难以兼顾的问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及机械位移放大设备
，更具体地说，涉及一种单自由度柔性微定位平台。
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。如果在微定位平台的设计中采用了杠杆原理来增加微定位平台的工作行程，杠杆机构中弹性铰链的运动刚度会影响位移输入装置的输出位移，同时普通杠杆机构还将导致微定位平台在运动过程中产生偏移误差。综上所述，如何有效地解决现有柔性微定位平台所存在大行程与高精度相互矛盾等的技术问题，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，本技术的目的在于提供一种单自由度柔性微定位平台，该单自由度柔性微定位平台的结构设计可以有效地解决现有柔性微定位平台所存在大行程与高精度相互矛盾等的技术问题。为了达到上述目的，本技术提供如下技术方案：一种单自由度柔性微定位平台，包括运动输入装置、柔性运动平台及用于固定柔性运动平台的平台底座，所述柔性运动平台包括设置于同一平面的第一半部和第二半部，所述运动输入装置通过第一平台将平移运动输入至第一半部和第二半部，所述第一半部与所述第二半部的结构关于所述第一平台的中轴轴对称；所述第一半部包括第二平台，所述第二平台的首端通过第一柔性铰链与第一杠杆的尾端连接，尾端通过第二柔性铰链与第二杠杆的中段连接；所述第一杠杆与所述第一平台背离一侧的首端通过第三柔性铰链与第三杠杆的首端连接，所述第一杠杆面向所述第一平台一侧的中段与所述平台底座通过第四柔性铰链连接；所述第二杠杆的首端通过第五柔性铰链与所述第三杠杆的中段连接，所述第二杠杆面向所述第一平台一侧的尾端与所述平台底座之间，通过第六柔性铰链连接；所述第三杠杆背离所述第二杠杆一侧的尾端通过第七柔性铰链与输出平台连接，所述输出平台连接有限制其沿所述运动输入装置输入的动作的方向运动的限位结构。优选的，上述单自由度柔性微定位平台中，所述第一平台的一侧与所述运动输入装置的输出端连接，另一侧的一端通过第八柔性铰链与所述第二平台的中段连接，所述第一平台的另一端设置有用于与第二半部连接的第九柔性铰链。优选的，上述单自由度柔性微定位平台中，所述输出平台的首端和末端均通过柔性铰链与所述第一半部和第二半部连接，与所述第一半部的连接点和与所述第二半部的连接点关于输出平台的中轴对称。优选的，上述单自由度柔性微定位平台中，所述柔性运动平台还设置有本体与所述平台底座安装固定的固定部，所述第四柔性铰链和第六柔性铰链的一端均通过所述固定部与所述平台底座连接。优选的，上述单自由度柔性微定位平台中，所述第一柔性铰链、第二柔性铰链、第四柔性铰链、第六柔性铰链、第八柔性铰链均为圆弧形柔性铰链。优选的，上述单自由度柔性微定位平台中，所述第三柔性铰链为直梁型柔性铰链。优选的，上述单自由度柔性微定位平台中，所述第五柔性铰链和第七柔性铰链均为倒角圆直梁柔性铰链。优选的，上述单自由度柔性微定位平台中，所述柔性运动平台与所述平台底座之间通过紧固螺栓面贴合安装固定。优选的，上述单自由度柔性微定位平台中，所述柔性运动平台与所述平台底座之间还设置有平台垫片。优选的，上述单自由度柔性微定位平台中，所述运动输入装置具体为压电陶瓷驱动器。本技术提供的单自由度柔性微定位平台，包括运动输入装置、柔性运动平台及用于固定柔性运动平台的平台底座，柔性运动平台包括设置于同一平面的第一半部和第二半部，运动输入装置通过第一平台将平移运动输入至第一半部和第二半部，第一半部与第二半部的结构关于第一平台的中轴轴对称；第一半部包括第二平台，第二平台的首端通过第一柔性铰链与第一杠杆的尾端连接，尾端通过第二柔性铰链与第二杠杆的中段连接；第一杠杆与第一平台背离一侧的首端通过第三柔性铰链与第三杠杆的首端连接，第一杠杆面向第一平台一侧的中段与平台底座通过第四柔性铰链连接；第二杠杆的首端通过第五柔性铰链与第三杠杆的中段连接，第二杠杆面向第一平台一侧的尾端与平台底座之间，通过第六柔性铰链连接；第三杠杆背离第二杠杆一侧的尾端通过第七柔性铰链与输出平台连接，输出平台连接有限制其沿运动输入装置输入的动作的方向运动的限位结构。这种单自由度柔性微定位平台包括多级差动式杠杆将位移放大，提高了放大的行程，杠杆之间和杠杆与底座之间均采用柔性铰链连接传导位移，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，在机构本身尺寸精准的前提下，能够有效消除侧向附加位移，减小机构自身的纵向耦合位移误差，提升了位移放大的精度，柔性铰链的设计易于一体加工，可以避免装配误差。综上所述，本技术提供的这种单自由度柔性微定位平台在相对较小的空间内、以相对较小的设备成本较为精确地实现了位移放大，有效地解决了现有柔性微定位平台所存在大行程与高精度相互矛盾等的技术问题。附图说明为了更清楚地说明本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为本技术实施例提供的单自由度柔性微定位平台的结构示意图；图2为本技术实施例提供的单自由度柔性微定位平台的俯视结构示意图。附图中标记如下：柔性运动平台1、紧固螺栓2、平台垫片3、平台底座4、压电陶瓷驱动器6、第一平台7、第八柔性铰链8、第二平台9、第一柔性铰链10、第四柔性铰链11、第一杠杆12、第三柔性铰链13、第三杠杆14、第五柔性铰链15、第二杠杆16、第二柔性铰链17、第六柔性铰链18、固定部19、第七柔性铰链20、输出平台21。具体实施方式本技术实施例公开了一种单自由度柔性微定位平台，以地解决现有柔性微定位平台所存在大行程与高精度相互矛盾等的技术问题。下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。请参阅图1、图2，图1为本技术实施例提供的单自由度柔性微定位平台的结构示意图；图2为本技术实施例提供的单自由度柔性微定位平台的俯视结构示意图。一种单自由度柔性微定位平台，包括运动输入装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单自由度柔性微定位平台，包括运动输入装置、柔性运动平台及用于固定柔性运动平台的平台底座，其特征在于，所述柔性运动平台包括设置于同一平面的第一半部和第二半部，所述运动输入装置通过第一平台将平移运动输入至第一半部和第二半部，所述第一半部与所述第二半部的结构关于所述第一平台的中轴轴对称；所述第一半部包括第二平台，所述第二平台的首端通过第一柔性铰链与第一杠杆的尾端连接，尾端通过第二柔性铰链与第二杠杆的中段连接；所述第一杠杆与所述第一平台背离一侧的首端通过第三柔性铰链与第三杠杆的首端连接，所述第一杠杆面向所述第一平台一侧的中段与所述平台底座通过第四柔性铰链连接；所述第二杠杆的首端通过第五柔性铰链与所述第三杠杆的中段连接，所述第二杠杆面向所述第一平台一侧的尾端与所述平台底座之间，通过第六柔性铰链连接；所述第三杠杆背离所述第二杠杆一侧的尾端通过第七柔性铰链与输出平台连接，所述输出平台连接有限制其沿所述运动输入装置输入的动作的方向运动的限位结构。

【技术特征摘要】
1.一种单自由度柔性微定位平台，包括运动输入装置、柔性运动平台及用于固定柔性运动平台的平台底座，其特征在于，所述柔性运动平台包括设置于同一平面的第一半部和第二半部，所述运动输入装置通过第一平台将平移运动输入至第一半部和第二半部，所述第一半部与所述第二半部的结构关于所述第一平台的中轴轴对称；所述第一半部包括第二平台，所述第二平台的首端通过第一柔性铰链与第一杠杆的尾端连接，尾端通过第二柔性铰链与第二杠杆的中段连接；所述第一杠杆与所述第一平台背离一侧的首端通过第三柔性铰链与第三杠杆的首端连接，所述第一杠杆面向所述第一平台一侧的中段与所述平台底座通过第四柔性铰链连接；所述第二杠杆的首端通过第五柔性铰链与所述第三杠杆的中段连接，所述第二杠杆面向所述第一平台一侧的尾端与所述平台底座之间，通过第六柔性铰链连接；所述第三杠杆背离所述第二杠杆一侧的尾端通过第七柔性铰链与输出平台连接，所述输出平台连接有限制其沿所述运动输入装置输入的动作的方向运动的限位结构。2.根据权利要求1所述的单自由度柔性微定位平台，其特征在于，所述第一平台的一侧与所述运动输入装置的输出端连接，另一侧的一端通过第八柔性铰链与所述第二平台的中段连接，所述第一平台的另一端设置有用于与第二半部连接的第九柔性铰链。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：高健，曾昭和，汤晖，张揽宇，何思丰，陈新，管贻生，贺云波，简川霞，姜永军，杨志军，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：广东;44