本发明专利技术公开了一种二维大行程高负载解耦偏摆装置，包括：放大机构、偏转支撑杆、底座、偏摆台，放大机构和偏转支撑杆设置在底座上，且放大机构与偏转支撑杆连接，偏摆台的两端分别与放大机构的顶部和偏转支撑杆的顶部连接；放大机构包括一级放大组件、二级放大组件、三级放大组件，一级放大组件内设置有放置腔，放置腔内放置有压电陶瓷。通过放置腔内的压电陶瓷对一级放大组件施加等量的双向位移，一级放大组件对压电陶瓷的输入位移进行放大产生相反方向的横向位移，并将横向位移作用到二极放大组件上，二极放大组件将一级放大组件的横向位移转变成竖直方向的位移，最后作用于三级放大组件，三级放大组件减小最终输出位移耦合误差。差。差。
【技术实现步骤摘要】
一种二维大行程高负载解耦偏摆装置
[0001]本专利技术涉及压电陶瓷驱动精密仪器
，具体涉及一种二维大行程高负载解耦偏摆装置。
技术介绍
[0002]现有偏摆台使用的柔性铰链放大机构只是单侧多级杠杆原理的利用没有考虑高负载这方面，并且单侧柔性铰链放大结构输出的位移还会产生其他方向的分量，在偏摆台工作过程中会发生耦合，影响偏摆的角度精度。偏摆台在位移消失时需要恢复初始状态利用两个相同结构放在同一方向或弹簧恢复初始状态，对于二维偏摆台来说，在同一维度对称摆放，不仅受来自同一方向的反作用力，同时受另一个方向双倍的反作用力，在不考虑高负载的情况下克服反作用力并使偏摆台发生偏摆受到很大的局限性，同时对空间大小与偏摆台面上的负载也会受到很大的局限性。弹簧用在偏摆中心，在多次使用后弹簧的弹力会减弱并且产生的抖动无法使偏摆台立即使用。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于提供一种二维大行程高负载解耦偏摆装置，以解决现有技术中偏摆台工作过程中会发生耦合，影响偏摆的角度的问题。
[0004]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0005]一种二维大行程高负载解耦偏摆装置，包括：放大机构、偏转支撑杆、底座、偏摆台，放大机构和偏转支撑杆设置在底座上，且放大机构与偏转支撑杆连接，偏摆台的两端分别与放大机构的顶部和偏转支撑杆的顶部连接；
[0006]放大机构包括一级放大组件、二级放大组件、三级放大组件，一级放大组件内设置有放置腔，放置腔内放置有压电陶瓷，二级放大组件设置在一级放大组件的上端，三级放大组件设置在二级放大组件的上端，三级放大组件通过连接部件与偏摆台连接。
[0007]采用上述技术方案的有益效果为：通过放置腔内的压电陶瓷将电能转化为机械能对一级放大组件施加等量的双向位移，一级放大组件对压电陶瓷输入的位移进行放大产生相反方向的横向位移，通过位移放大，并将左右两端的放大的位移作用对二极放大组件位移输入，二极放大组件使一级放大组件的横向位移转变成竖直方向的位移同时进行放大，然后二级放大组件将竖直方向的放大位移作用于三级放大组件上，三级放大组件最后进行减小最终输出位移的耦合误差，进行解耦并放大输入位移，通过连接部件作用到偏摆台上。
[0008]进一步地，三级放大组件包括连接框、第一平铰链、平行杆、第一直圆柱柔性铰链、第一连接块，连接框通过第一平铰链与平行杆连接，平行杆通过第一直圆柱柔性铰链与第一连接块连接。
[0009]采用上述技术方案的有益效果为：第一平铰链、第一直圆柱柔性铰链增大输出的变形量，减少输出位移的消耗；通过设置平行杆、第一直圆柱柔性铰链的参数，来实现位移放大，实现消除的输出位移耦合，寻找最佳耦合比，以达到最佳的位移与力的输出。
[0010]进一步地，一级放大组件包括一级放大杠杆、第二平铰链、第二直圆柱柔性铰链、支撑杆，一级放大杠杆的一端通过第二平铰链与连接框连接，一级放大杠杆的另一端通过第二直圆柱柔性铰链与支撑杆连接，第二平铰链和第二直圆柱柔性铰链的中心线在同一水平线上。
[0011]采用上述技术方案的有益效果为：通过第二平铰链、第二直圆柱柔性铰链增加了偏摆台的稳定性，通过一级放大杠杆、支撑杆的位置与定位，来实现位移放大，寻找最佳比例，以达到最佳的位移与力的输出，从而对二级放大组件最佳输入。
[0012]进一步地，二级放大组件包括第一半圆铰链、桥臂、第二半圆铰链、输出杆、第三直圆柱柔性铰链，第一半圆铰链设置在一级放大杠杆的上端，桥臂倾斜放置在第一半圆铰链与第二半圆铰链之间，输出杆设置在第二半圆铰链的上端，输出杆通过第三直圆柱柔性铰链与平行杆连接。
[0013]采用上述技术方案的有益效果为：通过桥臂与一级放大组件输入端相连，半圆铰链在输入端，第一半圆铰链在输出顶端，扩大半圆柔性铰链的半径，提高在发生形变过程中第一半圆柔性铰链受输入位移产生变形的形变量。桥臂倾斜放置形成倾斜角，倾斜角决定了放大位移量与负载，输出杆与第三直圆柱柔性铰链连接，通过调整第三直圆柱柔性铰链连接的位置决定输出位移放大倍数，从而提高偏摆角范围、提高结构的负载能力。
[0014]进一步地，连接部件包括第四直圆柱柔性铰链、第五直圆柱柔性铰链、第二连接块，第四直圆柱柔性铰链设置在第一连接块的上端，第四直圆柱柔性铰链通过第五直圆柱柔性铰链与第二连接块连接，且第五直圆柱柔性铰链与第四直圆柱柔性铰链的铰链方向垂直，第二连接块顶部与偏摆台连接。
[0015]采用上述技术方案的有益效果为：通过第四直圆柱柔性铰链、第五直圆柱柔性铰链，两个铰链方向垂直组合成双向柔性铰链，减少各结构间产生的反作用力，连接块用于连接偏摆台与放大机构。
[0016]进一步地，偏转支撑杆支柱、第六直圆柱柔性铰链、第七直圆柱柔性铰链、第三连接块、定位连接杆，支柱通过定位连接杆与支撑杆连接，支柱分别通过第六直圆柱柔性铰链、第七直圆柱柔性铰链与第三连接块连接，第七直圆柱柔性铰链设置在第六直圆柱柔性铰链的上端，且铰链方向垂直，第三连接块与偏转台连接。
[0017]采用上述技术方案的有益效果为：通过设置支柱、第三连接块、定位连接杆，用于相互定位和固定，通过第六直圆柱柔性铰链、第七直圆柱柔性铰链，两个铰链方向垂直组合成双向柔性铰链用于各结构间产生的反作用力。
[0018]进一步地，底座的上方设置有壳体，壳体包括连接板、壳体连接块、过线框、凹槽，连接板设置在过线框的两侧，壳体连接块设置在过线框上，壳体连接块与支撑杆连接，凹槽为过线框与连接板形成的空间结构，连接板与连接框连接。
[0019]采用上述技术方案的有益效果为：通过设置连接板，使放大机构定位精准，过线框用于压电陶瓷接线，壳体连接块与支撑杆连接，凹槽防止与放大机构接触，对位移输出产生影响，从而提高精度和稳定性。
[0020]进一步地，底座包括外固定框、限位块、第一定位槽、第二定位槽，第一定位槽分别设置在外固定框的相邻两侧，限位块设置在相邻第一定位槽之间的夹角处，连接框配合连接在第一定位槽内，支柱的底部配合连接在第二定位槽内。
[0021]采用上述技术方案的有益效果为：通过在底座上设置外固定框以及第一定位槽，使三级放大组件上的连接框与之连接，通过设置第二定位槽方便偏转支撑杆的定位，通过相互之间定位，提高定位精度，从而减小因定位误差造成偏摆角度误差。
[0022]进一步地，一级放大杠杆与支撑杆的下表面形成放置腔，放置腔的侧壁设置有预紧垫片。
[0023]采用上述技术方案的有益效果为：通过设置有预紧垫片预紧压电陶瓷，防止在预紧过程中造成阻力，无法对压电陶瓷预紧，造成压电陶瓷输出位移的损失，消除加工过程中存在的误差。
[0024]进一步地，第一平铰链、第二平铰链上设置有应变片传感器。
[0025]采用上述技术方案的有益效果为：通过设置的应变片传感器方便对三级放大组件、一级放大组件进行数据采集，减小对位移输入的损失，可以直接采集输入位移的产生的形变数据。
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有以下本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种二维大行程高负载解耦偏摆装置，其特征在于，包括：放大机构(1)、偏转支撑杆(2)、底座(3)、偏摆台(4)，所述放大机构(1)和所述偏转支撑杆(2)设置在所述底座(3)上，且所述放大机构(1)与所述偏转支撑杆(2)连接，所述偏摆台(4)的两端分别与所述放大机构(1)的顶部和所述偏转支撑杆(2)的顶部连接；所述放大机构(1)包括一级放大组件(5)、二级放大组件(6)、三级放大组件(7)，所述一级放大组件(5)内设置有放置腔(8)，所述放置腔(8)内放置有压电陶瓷，所述二级放大组件(6)设置在所述一级放大组件(5)的上端，所述三级放大组件(7)设置在所述二级放大组件(6)的上端，所述三级放大组件(7)通过连接部件(9)与所述偏摆台(4)连接。2.根据权利要求1所述的二维大行程高负载解耦偏摆装置，其特征在于：所述三级放大组件(7)包括连接框(701)、第一平铰链(702)、平行杆(703)、第一直圆柱柔性铰链(704)、第一连接块(705)，所述连接框(701)通过所述第一平铰链(702)与所述平行杆(703)连接，所述平行杆(703)通过所述第一直圆柱柔性铰链(704)与所述第一连接块(705)连接。3.根据权利要求2所述的二维大行程高负载解耦偏摆装置，其特征在于：所述一级放大组件(5)包括一级放大杠杆(501)、第二平铰链(502)、第二直圆柱柔性铰链(503)、支撑杆(504)，所述一级放大杠杆(501)的一端通过所述第二平铰链(502)与所述连接框(701)连接，所述一级放大杠杆(501)的另一端通过所述第二直圆柱柔性铰链(503)与所述支撑杆(504)连接，所述第二平铰链(502)和所述第二直圆柱柔性铰链(503)的中心线在同一水平线上。4.根据权利要求3所述的二维大行程高负载解耦偏摆装置，其特征在于：所述二级放大组件(6)包括第一半圆铰链(601)、桥臂(602)、第二半圆铰链(603)、输出杆(604)、第三直圆柱柔性铰链(605)，所述第一半圆铰链(601)设置在所述一级放大杠杆(501)的上端，所述桥臂(602)倾斜放置在所述第一半圆铰链(601)与所述第二半圆铰链(603)之间，所述输出杆(604)设置在所述第二半圆铰链(603)的上端，所述输出杆(604)通过所述第三直圆柱柔性铰链(605)与所述平行杆(703)连接。5.根据权利要求2至4任一项所述的二维大行程高负载解耦偏摆装置，其特征在于：所述连接部件(9)包括第四直圆柱柔性铰链(901)、第五直圆柱柔性铰链(902)、第二连接块(903...
【专利技术属性】
技术研发人员：王海涛，王耿，毛同宇，闫勇刚，赵彦如，陈国强，张博，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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