一种平面三自由度精密定位平台、其使用方法与控制方法技术

技术编号:23554976 阅读:68 留言:0更新日期:2020-03-25 01:40
本发明专利技术提供了一种平面三自由度精密定位平台、其使用方法与控制方法。该定位平台包括基座以及位于基座上的动平台、传动机构以及四个音圈电机;传动机构包含四条柔性支链,每条柔性支链包含三个柔性P单元与一个柔性R单元,通过柔性P单元的结构设计、各柔性P单元的连接设计、柔性R单元的结构设计以及与柔性P单元的连接设计实现了沿X轴与Y轴的平动以及绕Z轴的转动。与现有技术相比,本发明专利技术解决了传动机构的运动范围与运动刚度和运动精度之间的矛盾,定位平台具有大运动范围、高输出刚度和高运动精度;同时可有效弥补音圈电机推力不足的问题,冗余驱动支链的加入减小了音圈电机的驱动力峰值要求。

A plane three degree of freedom precision positioning platform, its use method and control method

【技术实现步骤摘要】
一种平面三自由度精密定位平台、其使用方法与控制方法
本专利技术涉及精密定位
,特别涉及一种平面三自由度精密定位平台、其使用方法与控制方法。
技术介绍
传动机构一直是机械装备实现功能的基础,而精密传动机构更是现代精密工程领域需要迫切发展的关键技术之一。传统刚性机构依靠运动副进行力和位移的传递,由于构件间不可避免地存在着间隙、摩擦和磨损,很难达到微米或者微米以下的运动精度。柔顺并联机构通过结构的弹性变形传递力和位移,彻底消除了运动副传动过程中的空程和机械摩擦,因而可以获得极高的位移分辨率和重复定位精度。目前平面三自由度精密定位平台大多采用压电陶瓷驱动,尽管具有较高的运动精度,但是由于压电陶瓷的变形特点仅能提供微米级的运动范围,严重限制了精密运动平台的应用范围。为了解决这一问题,中国专利CN109848932A中公开了一种采用音圈电机驱动和柔性簧片传动的精密运动平台,该定位平台具有毫米级甚至厘米级的运动范围,但是由于音圈电机的输出力有限,导致此类精密定位平台的输出刚度都比较低,平台运动时的响应速度和抗干扰能力较差,同时机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平面三自由度精密定位平台,其特征是:包括基座以及位于基座上的动平台、传动机构以及四个音圈电机;/n所述传动机构包含四条完全相同的柔性支链,所述柔性支链以动平台为中心呈中心对称分布;每条支链对应连接一个音圈电机;/n每条柔性支链由三个结构完全相同的柔性P单元与一个柔性R单元组成;/n所述柔性P单元包含U型支架、第一连接板、第二连接板以及四个弹簧片组成,U型支架即由底板与两个互相平行的侧板组成;四个弹簧片分别记作第一弹簧片、第二弹簧片、第三弹簧片与第四弹簧片,其中第一弹簧片与第二弹簧片完全相同,第三弹簧片与第四弹簧片完全相同;/n所述第一连接板的两端分别连接第一弹簧片与第二弹簧片的一端,第...

【技术特征摘要】
1.一种平面三自由度精密定位平台,其特征是:包括基座以及位于基座上的动平台、传动机构以及四个音圈电机;
所述传动机构包含四条完全相同的柔性支链,所述柔性支链以动平台为中心呈中心对称分布;每条支链对应连接一个音圈电机;
每条柔性支链由三个结构完全相同的柔性P单元与一个柔性R单元组成;
所述柔性P单元包含U型支架、第一连接板、第二连接板以及四个弹簧片组成,U型支架即由底板与两个互相平行的侧板组成;四个弹簧片分别记作第一弹簧片、第二弹簧片、第三弹簧片与第四弹簧片,其中第一弹簧片与第二弹簧片完全相同,第三弹簧片与第四弹簧片完全相同;
所述第一连接板的两端分别连接第一弹簧片与第二弹簧片的一端,第一弹簧片与第二弹簧片的另一端分别连接U型支架开口端的两侧,形成近似凹字型结构;
所述第二连接板的两端分别连接第三弹簧片与第四弹簧片一端,使第三弹簧片与第四弹簧片平行,形成U字型结构,所述U字型结构的开口端固定在第一连接板的两端之间;
所述柔性R单元由两块完全相同的弹簧片组成,两块弹簧片互相垂直形成三角形结构,与动平台的四周相连;
所述柔性支链中,三个柔性P单元分别记作柔性P单元A、柔性P单元B与柔性P单元C,柔性P单元A与柔性P单元B对称分布在柔性P单元C的两侧,并且柔性P单元A与柔性P单元B的第二连接板分别与柔性P单元C的U型支架的两侧板固定连接;柔性P单元C的U形支架的底板与对应音圈电机的动子固定连接,柔性P单元C的第二连接板通过连接件固定连接柔性R单元中两弹簧片相连接的部分。


2.如权利要求1所述的平面三自由度精密定位平台,其特征是:所述U型支架的两个侧板在开口端分别向内弯曲形成直角,使第一弹簧片与第二弹簧片互相平行。


3.如权利要求1所述的平面三自由度精密定位平台,其特征是:所述平面三自由度精密定位平台还包括线性伺服放大器,用于放大上位机输出至音圈电机的指令信...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨淼杨桂林张驰余宏涛黄晓路桑娜
申请(专利权)人:中国科学院宁波材料技术与工程研究所
类型:发明
国别省市:浙江;33

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