結(jié)構(gòu)對稱型平面三自由度并聯(lián)微動平臺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)對稱型平面三自由度并聯(lián)微動平臺，包括運動工作臺、固定平臺和連接于運動工作臺與固定平臺之間的三條全柔性支鏈，其特征在于：三條全柔性支鏈關(guān)于運動工作臺的幾何軸線對稱，每條全柔性支鏈均包括一個彈性移動副和一個“弓”字形彈性折疊梁，其中“弓”字形彈性折疊梁呈“弓”字形的側(cè)面與運動工作臺上頂面共面，“弓”字形彈性折疊梁的一端與運動工作臺連接，另一端與彈性移動副的一個側(cè)面連接，彈性移動副的相對側(cè)面通過壓電陶瓷驅(qū)動器固接于固定平臺，三個壓電陶瓷驅(qū)動器的幾何軸線共面且不交于一點。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)對稱型平面三自由度并聯(lián)微動平臺由一塊材料加工而成，且采用了最短運動鏈，因此具有無裝配誤差，結(jié)構(gòu)緊湊，運動精度高，承載能力大等優(yōu)點。
【專利說明】結(jié)構(gòu)對稱型平面三自由度并聯(lián)微動平臺
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是涉及一種結(jié)構(gòu)對稱型平面三自由度并聯(lián)微動平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著微/納米技術(shù)的發(fā)展，微動機構(gòu)作為微操作系統(tǒng)的重要組成部分，在微創(chuàng)外科手術(shù)、精密機械工程、光纖對接、生物工程等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，而并聯(lián)微動機構(gòu)相比于串聯(lián)機構(gòu)具有無摩擦、無間隙、誤差無累積、響應(yīng)快、承載能力大等優(yōu)點，因而被廣泛地應(yīng)用。
[0003]英國Queensgate和德國PI等公司均已生產(chǎn)了基于壓電陶瓷驅(qū)動的納米級微操作機構(gòu)的產(chǎn)品，主要用于微加工、微裝配、光纖檢測等場合。P.Kallio等研制了壓電陶瓷驅(qū)動的三自由度微操作并聯(lián)機器人；Hara和Henimi研究了平面三自由度和六自由度并聯(lián)微動機器人；Lee對實現(xiàn)一個移動和兩個轉(zhuǎn)動的三自由度并聯(lián)微動機構(gòu)進行了研究。國內(nèi)的北京航空航天大學研制了基于三自由度并聯(lián)Delta機構(gòu)的微操作機器人；華東交通大學、北京交通大學等高校均對平面3-RRR柔性并聯(lián)機器人進行了研究；北京工業(yè)大學研制了含有分布柔度鉸鏈的3-RRS柔性并聯(lián)機構(gòu)；申請?zhí)枮?01210216718.5的專利文件公開了一種空間解耦三維移動并聯(lián)微動機構(gòu)。
[0004]盡管國內(nèi)外有許多學者研究三自由度并聯(lián)微動機構(gòu)，然而這些研究成果和專利技術(shù)大多限于滿足一定運動精度和運動空間的要求，并且往往沒有把運動工作臺末端的轉(zhuǎn)動角度作為衡量微動平臺運動空間的重要指標。目前，由于大多數(shù)并聯(lián)微動機構(gòu)是通過將剛性并聯(lián)機構(gòu)柔性化以滿足微操作要求，這樣常常使得并聯(lián)微動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)較為復雜、難以加工。顯然，在保證實現(xiàn)微動平臺末端運動特性及便于加工的前提下，改變平面三自由度并聯(lián)微動平臺本體的幾何結(jié)構(gòu)，使運動工作臺末端獲得較高的運動精度及較大的運動空間將具有重要的研究價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種能克服上述缺陷、具有高運動精度和高承載能力的結(jié)構(gòu)對稱型平面三自由度并聯(lián)微動平臺。其技術(shù)方案為:
一種結(jié)構(gòu)對稱型平面三自由度并聯(lián)微動平臺，包括運動工作臺、固定平臺和連接于運動工作臺與固定平臺之間的三條全柔性支鏈，其特征在于:三條全柔性支鏈關(guān)于運動工作臺的幾何軸線對稱，每條全柔性支鏈均包括一個彈性移動副和一個“弓”字形彈性折疊梁，其中“弓”字形彈性折疊梁呈“弓”字形的側(cè)面與運動工作臺上頂面共面，“弓”字形彈性折疊梁的一端與運動工作臺連接，另一端與彈性移動副的一個側(cè)面連接，彈性移動副的相對側(cè)面通過壓電陶瓷驅(qū)動器固接于固定平臺，三個壓電陶瓷驅(qū)動器的幾何軸線共面且不交于一點。
[0006]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點為:采用全柔性支鏈作為傳動鏈，分別固接與運動工作臺和固定平臺之間，這種最短的運動鏈設(shè)計最大限度的保證了微動平臺的運動精度，同時可以調(diào)整“弓”字形彈性折疊梁的長度改變運動工作臺的剛度與精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖中:1、壓電陶瓷驅(qū)動器2、彈性移動副 3、“弓”字形彈性折疊梁 4、運動工作臺 5、固定平臺。
【具體實施方式】
[0009]三條全柔性支鏈關(guān)于運動工作臺的幾何軸線對稱，每條全柔性支鏈均包括一個彈性移動副和一個“弓”字形彈性折疊梁，其中“弓”字形彈性折疊梁呈“弓”字形的側(cè)面與運動工作臺上頂面共面，“弓”字形彈性折疊梁的一端與運動工作臺連接，另一端與彈性移動副的一個側(cè)面連接，彈性移動副的相對側(cè)面通過壓電陶瓷驅(qū)動器固接于固定平臺，三個壓電陶瓷驅(qū)動器的幾何軸線共面且不交于一點。
【權(quán)利要求】
1.一種結(jié)構(gòu)對稱型平面三自由度并聯(lián)微動平臺，包括運動工作臺(4)、固定平臺(5)和連接于運動工作臺(4)與固定平臺(5)之間的三條全柔性支鏈，其特征在于:三條全柔性支鏈關(guān)于運動工作臺(4)的幾何軸線對稱，每條全柔性支鏈均包括一個彈性移動副(2)和一個“弓”字形彈性折疊梁(3)，其中“弓”字形彈性折疊梁(3)呈“弓”字形的側(cè)面與運動工作臺(4)上頂面共面，“弓”字形彈性折疊梁(3)的一端與運動工作臺(4)連接，另一端與彈性移動副(2)的一個側(cè)面連接，彈性移動副(2)的相對側(cè)面通過壓電陶瓷驅(qū)動器(I)固接于固定平臺(5)，三個壓電陶瓷驅(qū)動器(I)的幾何軸線共面且不交于一點。
【文檔編號】B25H1/00GK103586863SQ201310576085
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月18日
【發(fā)明者】張彥斐, 宮金良, 裴童 申請人:山東理工大學