本發(fā)明涉及并聯(lián)機(jī)構(gòu)術(shù)領(lǐng)域，具體是一種兼具六自由度隔振及精確定位功能的并聯(lián)機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、目前半導(dǎo)體行業(yè)飛速發(fā)展，半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備的精度要求越來越高，設(shè)備對微振動等環(huán)境的要求也越來越敏感，少許的微振動就會降低設(shè)備的產(chǎn)出良率，甚至使設(shè)備不能正常工作，因此對微振動的隔離變得越來越重要。

2、并聯(lián)機(jī)構(gòu)由于具有剛度大、承載能力強(qiáng)、位置誤差不累計(jì)等特點(diǎn)，目前，已經(jīng)在航空、航天、海底作業(yè)、地下開采、制造裝配等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)的支腿采用液壓缸驅(qū)動，裝置較為笨重，并且精度不高，存在一定的局限性。為了提高其定位精度，出現(xiàn)了利用直線電機(jī)、壓電驅(qū)動器作為驅(qū)動裝置的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，雖然定位精度提高了，但其承重能力下降明顯。雖然也有采用伺服電機(jī)作為驅(qū)動裝置的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，定位精度較液壓缸驅(qū)動好些，但其仍然無法滿足精確定位。

3、另外，傳統(tǒng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有一定的振動控制能力，但是其剛度固定，隔振帶較窄，應(yīng)用對象單一固定，很難滿足復(fù)雜環(huán)境振動的隔振要求，無法滿足對不同對象的隔振，通用性差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種兼具六自由度隔振及精確定位功能的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，以解決上述背景技術(shù)中存在的問題。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種兼具六自由度隔振及精確定位功能的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括頂板、底座和上支腿，所述頂板與底座之間安裝有隔板，所述上支腿安裝在頂板與隔板之間，所述上支腿頂部通過柔性球鉸與頂板底部連接，所述上支腿為六根且相鄰兩個(gè)上支腿之間相互垂直，所述底座頂部垂直安裝有六根下支腿，所述下支腿穿過隔板與上支腿通過虎克鉸一一對應(yīng)相連接，所述下支腿包括外殼a，所述外殼a內(nèi)側(cè)底部中間安裝有伺服電機(jī)，所述伺服電機(jī)頂部連接有滾珠絲杠，所述滾珠絲杠上套裝有滾珠螺母，所述滾珠螺母上連接有驅(qū)動套筒，所述滾珠絲杠插入驅(qū)動套筒，所述上支腿包括外殼b，所述外殼b內(nèi)側(cè)安裝有活塞，所述活塞通過氣膜與外殼b內(nèi)壁連接，所述活塞、氣膜與外殼b組成氣室，所述活塞內(nèi)部垂直安裝有導(dǎo)桿，所述外殼b內(nèi)側(cè)安裝有支撐板，所述導(dǎo)桿上、支撐板與外殼b內(nèi)側(cè)頂部之間安裝有支板，所述導(dǎo)桿兩側(cè)、支板與外殼b頂部內(nèi)側(cè)之間分別安裝有金屬彈簧a，所述導(dǎo)桿兩側(cè)、支板與支撐板之間分別安裝有金屬彈簧b，所述導(dǎo)桿兩側(cè)、支撐板底部分別安裝有電磁鐵，所述導(dǎo)桿兩側(cè)、活塞頂部與電磁鐵垂直對應(yīng)位置分別安裝有永磁體，所述活塞底部與外殼b內(nèi)部底部中間安裝有音圈電機(jī)，所述外殼b一側(cè)開設(shè)有進(jìn)氣管與氣室連通，所述進(jìn)氣管上安裝有伺服閥，所述頂板底部還安裝有加速度傳感器和位置傳感器，所述隔板頂部還安裝有控制器。

3、進(jìn)一步地，所述頂板、隔板、底座均由不銹鋼板制成六邊形結(jié)構(gòu)。

4、進(jìn)一步地，所述下支腿穿過隔板通過直線軸承a與隔板連接。

5、進(jìn)一步地，所述驅(qū)動套筒穿過外殼a，且與外殼a通過直線軸承b連接，所述驅(qū)動套筒頂部還垂直安裝有墊塊，所述墊塊頂部中間通過虎克鉸與上支腿的外殼b底部中間連接。

6、進(jìn)一步地，所述底座頂部中間與隔板底部中間還安裝有支柱。

7、進(jìn)一步地，所述滾珠絲杠頂部還安裝有擋板a，避免驅(qū)動套筒從滾珠絲杠滑脫。

8、進(jìn)一步地，所述外殼a內(nèi)部安裝有擋板b，所述擋板b與滾珠絲杠之間留有間隙，所述擋板b底部與外殼a底部之間、伺服電機(jī)兩側(cè)分別安裝有支腿。

9、進(jìn)一步地，所述導(dǎo)桿垂直穿過支撐板和外殼b通過柔性球鉸與頂板底部連接，所述導(dǎo)桿與外殼b之間通過直線軸承c連接，所述導(dǎo)桿與支撐板之間通過直線軸承d連接。

10、進(jìn)一步地，所述控制器通過電纜與加速度傳感器、位置傳感器、伺服電機(jī)、電磁鐵、音圈電機(jī)連接。

11、本發(fā)明的有益效果為：

12、本發(fā)明通過氣室實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)承載力及正剛度的調(diào)整，通過磁力控制實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)負(fù)剛度的調(diào)整，使得系統(tǒng)在靜態(tài)平衡時(shí)達(dá)到準(zhǔn)零剛度，具有高靜低動剛度特征。

13、本發(fā)明通過通過并聯(lián)的兩組金屬彈簧實(shí)現(xiàn)對高頻振動的二次減振，同時(shí)串聯(lián)的伺服電機(jī)進(jìn)一步補(bǔ)償減振，可以對更高振源實(shí)現(xiàn)減振，通過音圈電機(jī)對低頻振源實(shí)現(xiàn)減振。

14、本發(fā)明裝置可以實(shí)現(xiàn)0.1hz~500hz的振動控制，隔振帶寬，可以實(shí)現(xiàn)六個(gè)自由度隔振，且定位精確，可以滿足于不同型號的精密儀器隔振需求，最大承重可達(dá)3000kg，適用范圍廣，通用性強(qiáng)。

15、本發(fā)明裝置同時(shí)兼具并聯(lián)機(jī)構(gòu)精確定位的功能，通過伺服電機(jī)與音圈電機(jī)的額串聯(lián)使得系統(tǒng)驅(qū)動距離大，也可以應(yīng)用于光學(xué)測試、量測、對準(zhǔn)、探測等設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)特征：

1.一種兼具六自由度隔振及精確定位功能的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括頂板、底座和上支腿，其特征在于，所述頂板與底座之間安裝有隔板，所述上支腿安裝在頂板與隔板之間，所述上支腿頂部通過柔性球鉸與頂板底部連接，所述上支腿為六根且相鄰兩個(gè)上支腿之間相互垂直，所述底座頂部垂直安裝有六根下支腿，所述下支腿穿過隔板與上支腿通過虎克鉸一一對應(yīng)相連接，所述下支腿包括外殼a，所述外殼a內(nèi)側(cè)底部中間安裝有伺服電機(jī)，所述伺服電機(jī)頂部連接有滾珠絲杠，所述滾珠絲杠上套裝有滾珠螺母，所述滾珠螺母上連接有驅(qū)動套筒，所述滾珠絲杠插入驅(qū)動套筒，所述上支腿包括外殼b，所述外殼b內(nèi)側(cè)安裝有活塞，所述活塞通過氣膜與外殼b內(nèi)壁連接，所述活塞、氣膜與外殼b組成氣室，所述活塞內(nèi)部垂直安裝有導(dǎo)桿，所述外殼b內(nèi)側(cè)安裝有支撐板，所述導(dǎo)桿上、支撐板與外殼b內(nèi)側(cè)頂部之間安裝有支板，所述導(dǎo)桿兩側(cè)、支板與外殼b頂部內(nèi)側(cè)之間分別安裝有金屬彈簧a，所述導(dǎo)桿兩側(cè)、支板與支撐板之間分別安裝有金屬彈簧b，所述導(dǎo)桿兩側(cè)、支撐板底部分別安裝有電磁鐵，所述導(dǎo)桿兩側(cè)、活塞頂部與電磁鐵垂直對應(yīng)位置分別安裝有永磁體，所述活塞底部與外殼b內(nèi)部底部中間安裝有音圈電機(jī)，所述外殼b一側(cè)開設(shè)有進(jìn)氣管與氣室連通，所述進(jìn)氣管上安裝有伺服閥，所述頂板底部還安裝有加速度傳感器和位置傳感器，所述隔板頂部還安裝有控制器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兼具六自由度隔振及精確定位功能的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述頂板、隔板、底座均由不銹鋼板制成六邊形結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兼具六自由度隔振及精確定位功能的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述下支腿穿過隔板通過直線軸承a與隔板連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兼具六自由度隔振及精確定位功能的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述驅(qū)動套筒穿過外殼a，且與外殼a通過直線軸承b連接，所述驅(qū)動套筒頂部還垂直安裝有墊塊，所述墊塊頂部中間通過虎克鉸與上支腿的外殼b底部中間連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兼具六自由度隔振及精確定位功能的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述底座頂部中間與隔板底部中間還安裝有支柱。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兼具六自由度隔振及精確定位功能的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述滾珠絲杠頂部還安裝有擋板a，避免驅(qū)動套筒從滾珠絲杠滑脫。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兼具六自由度隔振及精確定位功能的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述外殼a內(nèi)部安裝有擋板b，所述擋板b與滾珠絲杠之間留有間隙，所述擋板b底部與外殼a底部之間、伺服電機(jī)兩側(cè)分別安裝有支腿。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兼具六自由度隔振及精確定位功能的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)桿垂直穿過支撐板和外殼b通過柔性球鉸與頂板底部連接，所述導(dǎo)桿與外殼b之間通過直線軸承c連接，所述導(dǎo)桿與支撐板之間通過直線軸承d連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兼具六自由度隔振及精確定位功能的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述控制器通過電纜與加速度傳感器、位置傳感器、伺服電機(jī)、電磁鐵、音圈電機(jī)連接。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種兼具六自由度隔振及精確定位功能的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括頂板、底座和上支腿，所述頂板與底座之間安裝有隔板，所述上支腿安裝在頂板與隔板之間，所述上支腿頂部通過柔性球鉸與頂板底部連接，所述上支腿為六根且相鄰兩個(gè)上支腿之間相互垂直，所述底座頂部垂直安裝有六根下支腿，所述下支腿穿過隔板與上支腿通過虎克鉸一一對應(yīng)相連接。本發(fā)明裝置可以實(shí)現(xiàn)0.1Hz~500Hz的振動控制，隔振帶寬，可以實(shí)現(xiàn)六個(gè)自由度隔振，同時(shí)兼具并聯(lián)機(jī)構(gòu)精確定位的功能，通過伺服電機(jī)與音圈電機(jī)的額串聯(lián)使得系統(tǒng)驅(qū)動距離大，也可以應(yīng)用于光學(xué)測試、量測、對準(zhǔn)、探測等設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)研發(fā)人員：尹波,馬躍,李劍釗,李偉,趙華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：大連地拓精密科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/28