一种具有二自由度的微位移机构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有二自由度的微位移机构，包括基框和传动组件，该基框上具有变形部；传动组件包括第一主动臂、第二主动臂和第一传动臂，第一主动臂通过第一柔性铰链连接在基框内，并连接第一传动臂，第一传动臂通过第二柔性铰链连接在基框内，第二主动臂通过第三柔性铰链以杠杆形式连接在第一传动臂上，且其一端连接基框的变形部，第一主动臂可被沿第一方向驱动，以驱使变形部沿第一方向输出位移，第二主动臂可被沿第二方向的反方向驱动，以驱使变形部沿第二方向输出位移；所述第一方向与第二方向垂直。本实用新型专利技术结构简单，且结构紧凑，整体体积较小，成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种具有二自由度的微位移机构
本技术涉及一种微位移机构，特别是涉及一种具有二自由度的微位移机构。
技术介绍
在微型机械、半导体光刻、精密测量、超精密加工、微型装配、生物细胞操纵和纳米技术等领域，需要高性能的超精密定位工作台作为技术支持。柔性铰链具有无间隙，尺寸小，容易控制，无机械摩擦、运行稳定有较高的位移分辨率等优点。近年来以柔性铰链原理设计的微位移机构被人们广泛关注，然而，现有技术能够实现二自由度的微位移机构普遍存在结构较为复杂、体积较大、成本高等不足。
技术实现思路
本技术针对现有技术存在的技术问题，提供了一种具有二自由度的微位移机构，其结构简单、体积小、成本低。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有二自由度的微位移机构，包括基框和传动组件，该基框上具有变形部；传动组件包括第一主动臂、第二主动臂和第一传动臂，第一主动臂通过第一柔性铰链连接在基框内，并连接第一传动臂，第一传动臂通过第二柔性铰链连接在基框内，第二主动臂通过第三柔性铰链以杠杆形式连接在第一传动臂上，且其一端连接基框的变形部，第一主动臂可被沿第一方向驱动，以驱使变形部沿第一方向输出位移，第二主动臂可被沿第二方向的反方向驱动，以驱使变形部沿第二方向输出位移；所述第一方向与第二方向垂直。进一步的，所述基框包括第一基臂、第二基臂、第三基臂和第四基臂，第一基臂、第二基臂、第三基臂和第四基臂首尾相连，且第一基臂与第三基臂相对，并分别位于所述第二方向上，第二基臂与第四基臂相对，并分别位于所述第一方向上；所述变形部位于第二基臂；所述第一主动臂通过所述第一柔性铰链与第一基臂连接，所述第一传动臂一端通过第二柔性铰链与第四基臂连接，所述第二主动臂通过所述第三柔性铰链以杠杆形式连接在第一传动臂的另一端，所述第二主动臂的一端通过第四柔性铰链连接所述变形部。进一步的，所述传动组件还包括第二传动臂、第三传动臂，所述第一主动臂通过第二传动臂和第三传动臂连接所述第一传动臂，且第二传动臂的两端分别通过第五柔性铰链连接所述第二基臂和第四基臂，第三传动臂的两端分别通过第六柔性铰链连接所述第二传动臂和第一传动臂。进一步的，所述第三传动臂的数量为两根，该两根第三传动臂并列设置，所述传动组件还包括至少一支撑臂，该至少一支撑臂的两端分别通过第七柔性铰链连接该两第三传动臂。进一步的，所述第一主动臂与第二传动臂之间通过两斜臂固定连接，该两斜臂的倾斜方向相反。进一步的，所述第二基臂靠近所述第三基臂的一端通过第八柔性铰链与所述第三基臂连接，且该端构成所述变形部。进一步的，所述第一主动臂的中部背对所述第一传动臂的一侧设有第一凸部，所述第二主动臂另一端背离所述第一传动臂的一侧设有第二凸部。进一步的，所述变形部为折弯结构。进一步的，所述变形部呈L字形，所述变形部的一边位于第一方向上，且该一边朝外的一面构成第二方向位移的输出面；所述变形部的另一边位于第二方向上，且该另一边朝外的一面构成第一方向位移的输出面；所述第二主动臂与所述变形部的一边相连。进一步的，所述基框上设有若干定位孔。进一步的，所述基框与传动组件一体成型，且均为钢材质。相较于现有技术，本技术具有以下有益效果：1、本技术的包括基框和传动组件，该基框上具有变形部；传动组件包括所述第一主动臂、第二主动臂和第一传动臂，第一主动臂可被沿第一方向驱动，以驱使变形部沿第一方向输出位移，第二主动臂可被沿第二方向的反方向驱动，以驱使变形部沿第二方向输出位移，使得本技术结构简单，且结构紧凑，整体体积较小，成本低。2、所述基框包括所述第一基臂、第二基臂、第三基臂和第四基臂，所述第二主动臂的一端通过第四柔性铰链连接所述变形部，进一步简化了本技术的结构。3、所述传动组件还包括所述第二传动臂、第三传动臂，使第二主动臂被驱动时，其位移不会直接通过第一传动臂传动到第一主动臂，而是经过第三传动臂、第二传动臂分解和消耗，从而最大程度地降低第二主动臂被驱动时对第一主动臂造成的影响。4、所述第一主动臂与第二传动臂之间通过两斜臂固定连接，该两斜臂的倾斜方向相反，不仅能降低位移传递过程中的能量损耗，还可以使第一主动臂与第二传动臂之间形成类似三角连接关系，结构稳固。以下结合附图及实施例对本技术作进一步详细说明；但本技术的一种具有二自由度的微位移机构不局限于实施例。附图说明图1是本技术的俯视图；图2是本技术在第一方向输入、输出位移的关系示意图；图3是本技术在第二方向输入、输出位移的关系示意图。具体实施方式实施例，请参见图1所示，本技术的一种具有二自由度的微位移机构，包括基框1和传动组件，该基框1上具有变形部22；传动组件包括第一主动臂3、第二主动臂8和第一传动臂7，第一主动臂3通过第一柔性铰链4连接在基框1内，并连接第一传动臂7，第一传动臂7通过第二柔性铰链23连接在基框1内，第二主动臂8通过第三柔性铰链24以杠杆形式连接在第一传动臂7上，且其一端连接基框1的变形部22，第一主动臂3可被沿第一方向驱动，以驱使变形部22沿第一方向输出位移，第二主动臂8可被沿第二方向的反方向驱动，以驱使变形部22沿第二方向输出位移；所述第一方向与第二方向垂直，具体，第一方向为X轴的正方形，第二方向为Y轴的正方向。本实施例中，所述基框1包括第一基臂2、第二基臂19、第三基臂20和第四基臂21，第一基臂2、第二基臂19、第三基臂20和第四基臂21首尾相连，且第一基臂2与第三基臂20相对，并分别位于所述第二方向上，第二基臂19与第四基臂21相对，并分别位于所述第一方向上；所述变形部22位于第二基臂19；所述第一主动臂3通过所述第一柔性铰链4与第一基臂2连接，所述第一传动臂7一端通过第二柔性铰链23与第四基臂21连接，所述第二主动臂8通过所述第三柔性铰链24以杠杆形式连接在第一传动臂7的另一端，所述第二主动臂8的一端通过第四柔性铰链12连接所述变形部22。本实施例中，所述传动组件还包括第二传动臂6、第三传动臂16，所述第一主动臂3通过第二传动臂6和第三传动臂16连接所述第一传动臂7，且第二传动臂6的两端分别通过第五柔性铰链连接所述第二基臂19和第四基臂21，第三传动臂16的两端分别通过第六柔性铰链连接所述第二传动臂6和第一传动臂7。本实施例中，所述第三传动臂16的数量为两根，该两根第三传动臂16并列设置，所述传动组件还包括至少一支撑臂，该至少一支撑臂的两端分别通过第七柔性铰链26连接该两第三传动臂16。所述支撑臂的数量具体为两根，但不局限于此，两根支撑臂14、15并列设置。本实施例中，所述第一主动臂3与第二传动臂6之间通过两斜臂28固定连接，该两斜臂28的倾斜方向相反。本实施例中，所述第二基臂19靠近所述第三基臂20的一端通过第八柔性铰链28与所述第三基臂20连接，且该端构成所述变形部22。本实施例中，所述第一主动臂3的中部背对所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有二自由度的微位移机构，其特征在于：包括基框和传动组件，该基框上具有变形部；传动组件包括第一主动臂、第二主动臂和第一传动臂，第一主动臂通过第一柔性铰链连接在基框内，并连接第一传动臂，第一传动臂通过第二柔性铰链连接在基框内，第二主动臂通过第三柔性铰链以杠杆形式连接在第一传动臂上，且其一端连接基框的变形部，第一主动臂可被沿第一方向驱动，以驱使变形部沿第一方向输出位移，第二主动臂可被沿第二方向的反方向驱动，以驱使变形部沿第二方向输出位移；所述第一方向与第二方向垂直。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有二自由度的微位移机构，其特征在于：包括基框和传动组件，该基框上具有变形部；传动组件包括第一主动臂、第二主动臂和第一传动臂，第一主动臂通过第一柔性铰链连接在基框内，并连接第一传动臂，第一传动臂通过第二柔性铰链连接在基框内，第二主动臂通过第三柔性铰链以杠杆形式连接在第一传动臂上，且其一端连接基框的变形部，第一主动臂可被沿第一方向驱动，以驱使变形部沿第一方向输出位移，第二主动臂可被沿第二方向的反方向驱动，以驱使变形部沿第二方向输出位移；所述第一方向与第二方向垂直。


2.根据权利要求1所述的具有二自由度的微位移机构，其特征在于：所述基框包括第一基臂、第二基臂、第三基臂和第四基臂，第一基臂、第二基臂、第三基臂和第四基臂首尾相连，且第一基臂与第三基臂相对，并分别位于所述第二方向上，第二基臂与第四基臂相对，并分别位于所述第一方向上；所述变形部位于第二基臂；所述第一主动臂通过所述第一柔性铰链与第一基臂连接，所述第一传动臂一端通过第二柔性铰链与第四基臂连接，所述第二主动臂通过所述第三柔性铰链以杠杆形式连接在第一传动臂的另一端，所述第二主动臂的一端通过第四柔性铰链连接所述变形部。


3.根据权利要求2所述的具有二自由度的微位移机构，其特征在于：所述传动组件还包括第二传动臂、第三传动臂，所述第一主动臂通过第二传动臂和第三传动臂连接所述第一传动臂，且第二传动臂的两端分别通过第五柔性铰链连接所述第二基臂和第四基臂，第三传动臂的两端分别通过第六柔性铰链连接所述第二传动臂和第一传动臂。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟岩鑫，纪开勋，王福增，徐佳禄，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：新型
国别省市：福建;35