具有六个自由度的混合运动学机构和方法技术

本发明专利技术涉及物体的定位和运动领域。为了提出提供高分辨率的设备和相应方法的解决方案，其中该设备和方法可实现具有高的旋转运动范围的六个自由度且该设备具有尽可能连续高的机械强度，使得其也适于高动力学应用，提出一种设备，其具有包括三个线性定位器的具有三个自由度的平行运动学机构、二维定位单元和旋转定位器，其中平行运动学机构的线性定位器分别设有具有四个自由度的铰接构造，其中每个铰接构造包括用于沿着运动方向的一个线性自由度的滑动铰接件和/或线性引导装置和用于三个旋转自由度的旋转铰接件，其中铰接构造设置成，使得线性自由度的运动方向相交于一点且线性自由度的运动方向不平行于或反平行于相应的线性定位器的定位方向伸展。

【技术实现步骤摘要】
具有六个自由度的混合运动学机构和方法
本专利技术涉及物体的运动和定位领域，并且尤其涉及物体以六个自由度和在微米或甚至纳米范围中的分辨率的运动和定位领域。
技术介绍
已知平行运动学机构和混合平行运动学机构，其能够在空间中定位物体。平行运动学机构不同于传统的串联式运动学机构，在所述传统的串联式运动学机构中，运动轴线依次地即串联地设置，而在平行运动学机构中具有定位器的运动学链功能平行地设置。因此，多于一个的定位器或驱动器抓取待移动的部件，以便将其在空间中移动或设置。在混合平行运动学机构的情况下，存在由串联的和平行运动学机构构成的混合体。从EP2620977A2中已知对应的混合平行运动学机构。使用三个XY台，所述XY台设置成，使得各下部的定位器对准共同的中心，而XY台的各上部的定位器具有围绕共同的虚拟圆的切向运动。所述运动学机构可以将物体在空间中以纳米分辨率定位，然而EP2620977A2中的运动学机构尤其关于旋转自由度提供有限的工作范围。另一混合平行运动学机构从US9,694,455B2中已知。在那里描述了平行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于以六个自由度移动和/或定位物体的设备，所述设备具有：/n包括三个线性定位器(4，5，6)的平行运动学机构，所述平行运动学机构具有三个自由度；/n二维的定位单元(1，2)；和/n旋转定位器(14)，/n其中所述平行运动学机构的线性定位器(4，5，6)分别设有具有四个自由度的铰接构造，/n其中每个铰接构造包括用于沿着运动方向的一个线性自由度的滑动铰接件(7，8，9，41a，41b，51a，51b，61a，61b)和/或线性引导装置和用于三个旋转自由度的旋转铰接件(10，11，12，42，52，62)，/n其中所述铰接构造设置成，使得所述线性自由度的运动方向相交于一点，并且所述线性自由度...

【技术特征摘要】
20190116 DE 102019101071.31.一种用于以六个自由度移动和/或定位物体的设备，所述设备具有：
包括三个线性定位器(4，5，6)的平行运动学机构，所述平行运动学机构具有三个自由度；
二维的定位单元(1，2)；和
旋转定位器(14)，
其中所述平行运动学机构的线性定位器(4，5，6)分别设有具有四个自由度的铰接构造，
其中每个铰接构造包括用于沿着运动方向的一个线性自由度的滑动铰接件(7，8，9，41a，41b，51a，51b，61a，61b)和/或线性引导装置和用于三个旋转自由度的旋转铰接件(10，11，12，42，52，62)，
其中所述铰接构造设置成，使得所述线性自由度的运动方向相交于一点，并且所述线性自由度的运动方向不平行于或反平行于相应的线性定位器的定位方向伸展，
其中所述线性定位器(4，5，6)的相对于所述平行运动学机构的虚拟的或实际的底座(3)可运动的部件(4b，5b，6b)能够彼此独立地沿相应的定位方向运动，所述定位方向分别通过第一角度(α1、α2、α3)和第二角度给出，
其中所述第一角度(α1、α2、α3)中的每个说明定位方向相对于通过所述基座(3)展开的平面的倾斜度，并且具有在0°至180°的闭合区间中的值或其整数倍，
其中所述第二角度分别说明在两个相邻的可运动的部件(4b，5b，6b)投影到通过所述基座(3)展开的平面中的定位方向之间的角度，并且分别具有在0°至180°的闭合区间中的值或其整数倍。


2.根据权利要求1所述的设备，
其中如果所述第一角度(α1、α2、α3)已经具有0°或180°的整数倍的值，所述第二角度不具有为0°或180°的整数倍的值，并且反之亦然。


3.根据上述权利要求中任一项所述的设备，
其中所述平行运动学机构、所述二维的定位单元(1，2)和所述旋转定位器(14)是运动学链的一部分，其中所述运动学链分别以如下顺序包括：
-所述二维的定位单元(1，2)，所述运动学机构和所述旋转定位器(14)，
-所述二维的定位单元(1，2)，所述旋转定位器(14)和所述平行运动学机构，
-所述平行运动学机构，所述二维的定位单元(1，2)和所述旋转定位器(14)，
-所述平行运动学机构，所述旋转定位器(14)和所述二维的定位单元(1，2)，
-所述旋转的定位器(14)，所述平行运动学机构和所述二维的定位单元(1，2)，或
-所述旋转定位器(14)，所述二维的定位单元(1，2)和所述平行运动学机构。


4.根据上述权利要求中任一项所述的设备，
其中所述二维的定位单元(1，2)包括两个线性定位器(1，2)或一个平行驱动器。


5.根据上述权利要求中任一项所述的设备，
其中所述平行运动学机构构成为，使得所述定位方向彼此平行或反平行，其中所述定位方向倾斜于或正交于所述二维的定位单元(1，2)的定位平面，或者
其中所述平行运动学机构构成为，使得所述定位方向相交于一点。


6.根据上述权利要求中任一项所述的设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿克塞尔·科尔特沙克，
申请(专利权)人：皮科菲内有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE