三自由度精密微位移定位平台制造技术

本发明专利技术公开了一种三自由度精密微位移定位平台，包括：驱动单元、运动平台、工作台；工作台上设有螺栓孔与驱动单元通过螺栓固定连接，驱动单元通过第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链和第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链固定连接在运动平台的一侧，驱动单元具有两级位移放大机构，驱动单元设有四组，分别与工作台固定连接且均匀分布在运动平台四周，采用如上方案设计，运动平台与放大机构之间有两级放大机构，能够增大运动平台的位移且避免了位移耦合的影响，采用压电陶瓷驱动横向布置，能够减少定位平台的体积。够减少定位平台的体积。够减少定位平台的体积。

【技术实现步骤摘要】
三自由度精密微位移定位平台


[0001]本专利技术涉及一种二级微位移放大机构的精密定位平台，特别设计一种三自由度精密微位移定位平台。
[0002]背景资料
[0003]精密微定位技术是先进制造技术的重要组成部分，也是纳米技术的关键技术之一，近年来，随着微电子制造、超精密机械制造、精密测量光学仪器等领域的飞速发展。对精密微定位技术提出了更高的要求。常规的微位移定位系统往往采用伺服电机和精密丝杠等传动方案存在螺纹间隙和传动摩擦的问题，一般的定位精度只能达到微米的级别。
[0004]为了能解决上述问题，需要一种高精度，大行程，体积小的微位移定位平台，以满足科学技术研究中复杂的加工和操作要求。

技术实现思路

[0005]针对上述不足，本专利技术提供了一种三自由度精密微位移定位平台，该平台能够在三个自由度上精密控制：在x和y方向水平移动，绕z轴旋转移动，具有高精度，大行程的特点。
[0006]技术方案：
[0007]一种三自由度精密微位移定位平台，包括：驱动单元运动平台、工作台；工作台上设有螺栓孔与驱动单元通过螺栓固定连接，驱动单元通过第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链和第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链固定连接在运动平台的一侧，驱动单元是对称结构，且有两级位移放大机构，上述的驱动单元设有四组，分别与工作台固定连接且均匀分布在运动平台四周。
[0008]进一步，驱动单元机构包括：基座，压电陶瓷，钢珠，楔形机构部分一，楔形机构部分二，折叠弹片，折叠弹片固定机构，外侧螺栓孔，过渡柔性铰链，外侧推杆，第一级放大机构外侧输入端柔性铰链，第一级放大机构外侧固定端柔性铰链，第一级放大机构外侧输入杆，第二级放大机构输出杆，第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链，第二级放大机构输出杆固定端柔性铰链，第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链，内侧推杆，第一级放大机构内侧输出杆上侧柔性铰链，第一级放大机构内侧输出杆，第一级放大机构内侧输出杆固定端柔性铰链，第一级放大机构内侧输出杆输入端柔性铰链，内侧螺栓孔。
[0009]进一步，第一级放大机构外侧输入杆通过第一级放大机构外侧固定端柔性铰链固定连接在基座“山”型左侧上方，第一级放大机构外侧固定端柔性铰链固定连接第一级放大机构外侧输入杆靠近左侧端部下方的位置，第一级放大机构外侧输入端柔性铰链固定连接在第一级放大机构外侧输入杆下部，并位于第一级放大机构外侧固定端柔性铰链内侧；第一级放大机构内侧输出杆通过第一级放大机构内侧输出杆固定端柔性铰链固定连接在基座“山”型中间的“T”型机构左侧，第一级放大机构内侧放大机构输出杆输入端柔性铰链固定连接在第一级放大机构内侧输出杆靠近左侧端部的下方位置，第一级放大机构内侧输出杆固定端柔性铰链在第一级放大机构内侧第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链内侧，第
一级放大机构外侧输入杆和第一级放大机构内侧输出杆横向布置，第一级放大机构外侧输入杆在第一级放大机构内侧输出杆上侧，外侧推杆固定连接在第一级放大机构外侧输入端柔性铰链下方，楔形机构部分二上方由过渡柔性铰链固定连接外侧推杆与第一级放大机构内侧输出杆输入端柔性铰链下方，第二级放大机构输出杆在第一级放大机构外侧输入杆上侧，第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链固定连接在第二级放大机构输出杆靠近右侧端部下方的位置，第二级放大机构输出杆固定端柔性铰链固定连接在第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链的内侧；第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链固定连接靠近左侧端部输出杆第二级放大机构输出杆上方的位置，第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链下方固定连接内侧推杆，内侧推杆与第一级放大机构内侧输出杆上侧柔性铰链固定连接；第一级放大机构内侧输出杆上侧柔性铰链固定连接在靠近右侧端部第一级放大机构内侧输出杆上方的位置，第二级放大机构输出杆固定端柔性铰链固定连接靠近第一级放大机构外侧输入杆上方的位置。
[0010]进一步，基座一呈“山”型，折叠弹片位于折叠弹片固定机构下侧，折叠弹片左侧与基座一紧密连接，折叠弹片右侧与楔形机构部分一左侧紧密连接，压电陶瓷位于基座一“山”型内部左侧的位置，压电陶瓷左侧中心位置通过钢珠与楔形机构部分一右侧紧密连接，楔形机构部分一与楔形机构部分二紧密连接。
[0011]进一步，驱动单元通过第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链与第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链与运动平台固定连接，上述的驱动单元共有四组且均匀分布在运动平台周围。
[0012]本专利技术技术效果包括：
[0013]本专利技术采用了对称式结构，驱动单元对称均匀分布在运动平台周围。
[0014]本专利技术采用了每个驱动单元有两个输出端，运动平台实现三个自由度的运动。
[0015]本专利技术采用了每个驱动单元分为左右部分且每部分分为两级放大机构，运动平台实现更大的位移。
[0016]本专利技术采用了8个压电陶瓷驱动，不同位置的压电陶瓷配合工作，实现不同方向的移动。
[0017]本专利技术采用了楔形机构且压电陶瓷驱动水平放置，减少了机构的体积。
[0018]本专利技术采用了柔性铰接的方式进行连接，各杆件之间的间隙和摩擦力较小，能降低误差,提高精度。
[0019]本专利技术采用了楔形机构部分一与压电陶瓷之间用钢珠连接，减少了机构的运动的误差。
附图说明
[0020]图1是整体结构正面示意图。
[0021]图2是整体结构侧面示意图。
[0022]图3是驱动单元一左侧部分的示意图。
[0023]图4是驱动单元一右侧部分的示意图。
[0024]图中：1、驱动单元一，111、基座，112、压电陶瓷，113、钢珠，114、楔形机构部分一，115、楔形机构部分二，116、折叠弹片，117、折叠弹片固定机构，118、螺栓孔，119、过渡柔性
铰链，1110、外侧推杆，1111、第一级放大机构外侧输入端柔性铰链，1112、第一级放大机构外侧固定端柔性铰链，1113、第一级放大机构外侧输入杆，1114、第二级放大机构输出杆，1115、第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链，1116、第二级放大机构输出杆固定端柔性铰链，1117、第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链，1118、内侧推杆，1119、第一级放大机构内侧输出杆上侧柔性铰链，1120、第一级放大机构内侧输出杆1121、第一级放大机构内侧输出杆固定端柔性铰链，1122、第一级放大机构内侧输出杆输入端柔性铰链，121、基座，122、压电陶瓷，123、钢珠，124、楔形机构部分一，125、楔形机构部分二，126、折叠弹片，127、折叠弹片固定机构，128、螺栓孔，129、过渡柔性铰链，1210、外侧推杆，1211、第一级放大机构外侧输入端柔性铰链， 1212、第一级放大机构外侧固定端柔性铰链，1213、第一级放大机构外侧输入杆， 1214、第二级放大机构输出杆，1215、第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链， 1216、第二级放大机构输出杆固定端柔性铰链，1217、第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链，1218、内侧推杆，1219、第一级放大机构内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三自由度精密微位移定位平台，其特征是，包括：驱动单元、运动平台、工作台；工作台上设有螺栓孔与驱动单元通过螺栓固定连接，驱动单元通过第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链和第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链固定连接在运动平台的一侧，驱动单元是对称结构，且有两级位移放大机构，上述的驱动单元设有四组，分别与工作台固定连接且均匀分布在运动平台四周。2.根据权利要求1所述的三自由度精密微位移定位平台，其特征是，驱动单元一机构包括：基座，压电陶瓷，钢珠，楔形机构部分一，楔形机构部分二，折叠弹片，折叠弹片固定机构，外侧螺栓孔，过渡柔性铰链，外侧推杆，第一级放大机构外侧输入端柔性铰链，第一级放大机构外侧固定端柔性铰链，第一级放大机构外侧输入杆，第二级放大机构输出杆，第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链，第二级放大机构输出杆固定端柔性铰链，第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链，内侧推杆，第一级放大机构内侧输出杆上侧柔性铰链，第一级放大机构内侧输出杆，第一级放大机构内侧输出杆固定端柔性铰链，第一级放大机构内侧输出杆输入端柔性铰链，内侧螺栓孔；第一级放大机构外侧输入杆通过第一级放大机构外侧固定端柔性铰链固定连接在基座“山”型左侧上方，第一级放大机构外侧固定端柔性铰链固定连接第一级放大机构外侧输入杆靠近左侧端部下方的位置，第一级放大机构外侧输入端柔性铰链固定连接在第一级放大机构外侧输入杆下部，并位于第一级放大机构外侧固定端柔性铰链内侧，第一级放大机构内侧输出杆通过第一级放大机构内侧输出杆固定端柔性铰链固定连接在基座“山”型中间的“T”型机构左侧，第一级放大机构内侧放大机构输出杆输入端柔性铰链固定连接在第一级放大机构内侧输出杆靠近左侧端部的下方位置，第一级放大机构内侧输出杆固定端柔性铰链在第一级放大机构内侧第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链内侧，第一级放大机构外侧输入杆和第一级放大机构内侧输出杆横向布置，第一级放大机构外侧输入杆在第一级放大机构内侧输出杆上侧，外侧推杆固定连接在第一级放大机...

【专利技术属性】
技术研发人员：张腾，张士军，孟繁勋，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：新型
国别省市：