一种三轴并联解耦运动平台制造技术

本发明专利技术公开一种三轴并联解耦运动平台，包括底座、连接梁和三个导向解耦机构；各导向解耦机构包括从上至下依次平行设置的上板、中板和底板；底板和上板之间通过第一导向梁连接，底板和中板之间通过第二导向梁连接，第一导向梁和第二导向梁上均设有运动约束结构，使上板和中板仅能沿平行于底板的方向相对底板移动；三个导向解耦机构之间两两相互垂直，各上板之间固定连接，形成承载空间；连接梁的下部与底座连接，连接梁的上部分别延伸至三个导向解耦机构中的底板和中板之间，各中板与连接梁之间用于设置位移驱动组件，通过位移驱动组件驱动中板沿垂直于中板的方向相对连接梁移动。该运动平台可实现三轴运动并联输出，具有优异的运动位移解耦能力。动位移解耦能力。动位移解耦能力。

【技术实现步骤摘要】
一种三轴并联解耦运动平台


[0001]本专利技术属于精密运动
，特别涉及一种三轴并联解耦运动平台。

技术介绍

[0002]多轴精密运动在医学操作、光学观测、芯片制造等领域有着重要应用，其主要通过串联和并联两种方案实现。其中，串联方案采用多个单轴运动平台相互叠加，每个运动平台仅负责一个运动自由度，该方案虽然简单可靠、易于实现，但各单轴运动平台产生的误差会在末端执行部累积放大，导致运动执行精准度变低，并且普遍存在体积大、结构动力学性能不良等问题；并联方案则采用相互并联的驱动器和结构，能够减少运动误差累积，且有益于提高系统的刚度和运动带宽。
[0003]现有具有三轴并联精密运动能力的运动平台，多基于具有运动解耦能力的单轴装配完成，难以避免的装配误差会限制结构解耦能力，导致运动平台的末端执行部发生运动耦合，影响运动精度实现。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术公开了一种三轴并联解耦运动平台，以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]本专利技术提供一种三轴并联解耦运动平台，其特征在于，包括底座、连接梁和三个导向解耦机构；
[0007]各所述导向解耦机构包括从上至下依次平行设置的上板、中板和底板；所述底板和所述上板之间通过至少三根第一导向梁连接，所述底板和所述中板之间通过至少三根第二导向梁连接，各所述第一导向梁和各所述第二导向梁上均设有运动约束结构，使所述上板和所述中板仅能在平行于所述底板的方向上相对所述底板发生位移；
[0008]三个所述导向解耦机构之间两两相互垂直设置，各所述上板之间固定连接，形成承载空间；所述连接梁的下部与所述底座连接，所述连接梁的上部分别延伸至三个所述导向解耦机构中的所述底板和所述中板之间，各所述导向解耦机构中的所述中板与所述连接梁之间用于设置位移驱动组件，通过所述位移驱动组件驱动所述中板沿垂直于所述中板的方向相对所述连接梁移动。
[0009]进一步地，所述运动约束结构分别设置在各所述第一导向梁的两端和各所述第二导向梁的两端。
[0010]进一步地，所述运动约束结构为至少两个柔性铰链，且至少一个所述柔性铰链沿第一方向设置，至少一个所述柔性铰链沿第二方向设置；
[0011]其中，所述第一方向和所述第二方向相互垂直。
[0012]进一步地，各所述导向解耦机构中的所述中板与所述连接梁之间均设有位移放大组件，所述位移驱动组件通过所述位移放大组件驱动所述中板相对所述连接梁移动，所述
位移放大组件用于扩大所述中板相对所述连接梁移动的位移量。
[0013]进一步地，所述位移放大组件包括第一驱动块、第二驱动块、第一位移块、第二位移块、第一连接块、第二连接块、第三连接块和第四连接块；
[0014]所述第一驱动块和所述第二驱动块平行设置，所述第一连接块、第一位移块和第二连接块依次设置在所述第一驱动块的上部与所述第二驱动块的上部之间，所述第三连接块、第二位移块和第四连接块依次设置在所述第一驱动块的下部与所述第二驱动块的下部之间，所述第一驱动块的上部与所述第一连接块的下部之间、所述第一连接块的上部与所述第一位移块之间、所述第一位移块与所述第二连接块的上部之间、所述第二连接块的下部与所述第二驱动块的上部之间、所述第一驱动块的下部与所述第三连接块的上部之间、所述第三连接块的下部与所述第二位移块之间、所述第二位移块与所述第四连接块的下部之间以及所述第四连接块的上部与所述第二驱动块的下部之间均通过连接桥连接；
[0015]所述第一位移块与所述中板连接，所述第二位移块与所述连接梁连接，所述位移驱动组件设置在所述第一驱动块和所述第二驱动块之间，用于驱动所述第一驱动块和所述第二驱动块相互靠近或远离。
[0016]进一步地，所述连接梁包括三个“口字型”的框架，三个所述框架之间两两相互垂直设置且固定连接，所述底座与三个所述框架的交接处固定连接，各所述框架上远离所述底座的角延伸至各所述导向解耦机构中的所述底板和所述中板之间。
[0017]进一步地，所述底座为正方体结构，使所述底座具有三个固定面。
[0018]进一步地，所述底座上的各所述固定面均凸出于各所述导向解耦机构中的所述底板。
[0019]进一步地，所述位移驱动组件为压电陶瓷驱动器。
[0020]进一步地，所述三轴并联解耦运动平台通过一体化加工成型。
[0021]进一步地，所述三轴并联解耦运动平台的材质为铝合金或钛合金。
[0022]本专利技术的优点及有益效果是：
[0023]本专利技术的三轴并联解耦运动平台中，通过设置三个两两相互垂直的导向解耦机构，且各导向解耦机构中均可设置位移驱动组件，可实现运动平台的三轴运动并联输出；另外，通过在各导向解耦机构中的底板和上板之间设置至少三根第一导向梁，以及在底板和中板之间设置至少三根第二导向梁，且第一导向梁和第二导向梁上均设有运动约束结构，使上板和中板仅能在平行于底板的方向上相对底板发生位移，进而使三个导向解耦机构之间相互导向，互不干扰运动位移输出，可减小不同轴之间的位移输出耦合，有效提升单轴位移输出的直线性和稳定性。
附图说明
[0024]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0025]图1和图2为本专利技术的一个实施例中三轴并联解耦运动平台的立体结构图；
[0026]图3为本专利技术的一个实施例中三轴并联解耦运动平台的正视图；
[0027]图4为本专利技术的一个实施例中三轴并联解耦运动平台的俯视图；
[0028]图5为本专利技术的一个实施例中三轴并联解耦运动平台的左视图；
[0029]图6为本专利技术的一个实施例中导向解耦机构的立体结构图；
[0030]图7为本专利技术的一个实施例中导向解耦机构的后视图；
[0031]图8为本专利技术的一个实施例中位移放大组件的正视图；
[0032]图9为本专利技术的一个实施例中运动约束结构的立体结构图。
[0033]图中：1、底座；2、连接梁；3、上板；4、中板；5、底板；6、第一导向梁；7、第二导向梁；8、第一驱动块；9、第二驱动块；10、第一位移块；11、第二位移块；12、第一连接块；13、第二连接块；14、第三连接块；15、第四连接块；16、连接桥。
具体实施方式
[0034]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术具体实施例及相应的附图对本专利技术技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]以下结合附图，详细说明本专利技术各实施例提供的技术方案。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三轴并联解耦运动平台，其特征在于，包括底座、连接梁和三个导向解耦机构；各所述导向解耦机构包括从上至下依次平行设置的上板、中板和底板；所述底板和所述上板之间通过至少三根第一导向梁连接，所述底板和所述中板之间通过至少三根第二导向梁连接，各所述第一导向梁和各所述第二导向梁上均设有运动约束结构，使所述上板和所述中板仅能在平行于所述底板的方向上相对所述底板发生位移；三个所述导向解耦机构之间两两相互垂直设置，各所述上板之间固定连接，形成承载空间；所述连接梁的下部与所述底座连接，所述连接梁的上部分别延伸至三个所述导向解耦机构中的所述底板和所述中板之间，各所述导向解耦机构中的所述中板与所述连接梁之间用于设置位移驱动组件，通过所述位移驱动组件驱动所述中板沿垂直于所述中板的方向相对所述连接梁移动。2.根据权利要求1所述的三轴并联解耦运动平台，其特征在于，所述运动约束结构分别设置在各所述第一导向梁的两端和各所述第二导向梁的两端。3.根据权利要求1所述的三轴并联解耦运动平台，其特征在于，所述运动约束结构为至少两个柔性铰链，且至少一个所述柔性铰链沿第一方向设置，至少一个所述柔性铰链沿第二方向设置；其中，所述第一方向和所述第二方向相互垂直。4.根据权利要求1所述的三轴并联解耦运动平台，其特征在于，各所述导向解耦机构中的所述中板与所述连接梁之间均设有位移放大组件，所述位移驱动组件通过所述位移放大组件驱动所述中板相对所述连接梁移动，所述位移放大组件用于扩大所述中板相对所述连接梁移动的位移量。5.根据权利要求4所述的三轴并联解耦运动平台，其特征在于，所述位移放大组件包括第一驱动块、第二驱动块、第一位移块、第二位移块、第一连接块、第二连接块、第三连接块和第四连接块；所述第一驱动块和所述第二驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：张路，梁好，刘泽宽，岳宗仰，王凌飞，汤善治，盛伟繁，李明，
申请(专利权)人：中国科学院高能物理研究所，
类型：发明
国别省市：