專利名稱：一種具有單邊柔性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的一維微動(dòng)平臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種具有單邊柔性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的一維微動(dòng)平臺(tái)，特別是一種可用于一維的大行程精密微位移定位平臺(tái)。
背景技術(shù)：
精密微定位技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域的重要組成部分，也是21世紀(jì)的科技前沿一一納米技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，它的發(fā)展是其它尖端技術(shù)的基礎(chǔ)。常規(guī)的微位移定位系統(tǒng)往往采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)和精密絲杠傳動(dòng)的方案，但這種定位方式由于螺紋間隙和傳動(dòng)摩擦的存在，其定位精度一般只能達(dá)到微米級(jí)。隨著微電子工業(yè)、宇航、生物工程等學(xué)科的發(fā)展，對(duì)微位移定位系統(tǒng)提出了更高精度的亞微米甚至納米級(jí)定位要求。壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器具有體積小、出力大、精度和分辨率高以及頻響特性好等優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)高精度微位移的理想驅(qū)動(dòng)器，以壓電陶瓷作為驅(qū)動(dòng)器的微位移定位系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)亞微米和納米級(jí)定位精度，在現(xiàn)代航空航天、光纖對(duì)接、掃描隧道顯微鏡、機(jī)器人、細(xì)胞操作、集成電路制造、超精密加工等得到了廣泛的應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)對(duì)稱、運(yùn)動(dòng)耦合低的亞微米和納米級(jí)的具有單邊柔性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的一維微動(dòng)平臺(tái)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種具有單邊柔性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的一維微動(dòng)平臺(tái)，它包括運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(I)、基座
(2)、雙平行四桿機(jī)構(gòu)、平移桿(3)、支撐塊(4)、驅(qū)動(dòng)器(5)、調(diào)整螺釘(6)，其特征在于:運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(I)通過雙平行四桿機(jī)構(gòu)與基座(2)連接，又與平移桿(3)連接；平移桿(3)通過雙邊柔性鉸鏈(7)與支撐塊(4)連接；驅(qū)動(dòng)器(5)兩端分別與基座(2)和支撐塊(4)貼合緊靠，并通過調(diào)整螺釘(6)調(diào)整預(yù)壓力。本實(shí)用新型采用雙平行四桿機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)成對(duì)稱結(jié)構(gòu)，可以有效減小耦合誤差。本技術(shù)方案中，為了克服驅(qū)動(dòng)器輸出位移相對(duì)較小的不足，將雙平行四桿機(jī)構(gòu)的兩個(gè)連桿設(shè)計(jì)成杠桿式放大機(jī)構(gòu)。為了保證兩個(gè)連桿的輸入端的位移值和受力相等，驅(qū)動(dòng)器的位移輸出端通過雙邊柔性鉸鏈作用于平移桿的中點(diǎn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明設(shè)計(jì)的精密微位移平臺(tái)，可利用線切割在一塊整體材料上加工而成，保證了運(yùn)動(dòng)傳遞的無間隙、無摩擦、無需潤(rùn)滑、高精度，所設(shè)計(jì)的杠桿放大機(jī)構(gòu)放大了驅(qū)動(dòng)器的輸出位移，增大了運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的行程。所設(shè)計(jì)的對(duì)稱結(jié)構(gòu)保證了運(yùn)動(dòng)的直線度。

[0014]圖1是本實(shí)用新型的整體示意圖。圖2是本實(shí)用新型中的雙邊柔性鉸鏈?zhǔn)疽鈭D。圖3是本實(shí)用新型中的單邊柔性鉸鏈?zhǔn)疽鈭D。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明:如圖所示1，一種具有單邊柔性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的一維微動(dòng)平臺(tái)，它包括運(yùn)動(dòng)平臺(tái)
(I)、基座(2)、雙平行四桿機(jī)構(gòu)、平移桿(3)、支撐塊(4)、驅(qū)動(dòng)器(5)、調(diào)整螺釘(6)，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(I)通過雙平行四桿機(jī)構(gòu)與基座(2)連接，又與平移桿(3)連接；平移桿(3)通過雙邊柔性鉸鏈(7)與支撐塊(4)連接；驅(qū)動(dòng)器(5)兩端分別與基座(2)和支撐塊(4)貼合緊靠，并通過調(diào)整螺釘(6)調(diào)整預(yù)壓力。所述的雙平行四桿機(jī)構(gòu)由連桿⑶、連桿(9)、連桿(10)、連桿(11)組成，且對(duì)稱于平臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向X和Y方向；雙平行四桿機(jī)構(gòu)通過單邊柔性鉸鏈(12)、單邊柔性鉸鏈(13)、單邊柔性鉸鏈(14)、單邊柔性鉸鏈(15)與基座(2)相連，且通過單邊柔性鉸鏈(16)、單邊柔性鉸鏈(17)、單邊柔性鉸鏈(18)、單邊柔性鉸鏈(19)與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(I)相連。所述的連桿(8)、連桿(10)分別通過單邊柔性鉸鏈(20)、單邊柔性鉸鏈(21)與平移桿(3)相連，構(gòu)成杠桿放大機(jī)構(gòu)，其中單邊柔性鉸鏈(12)、單邊柔性鉸鏈(14)是固定回轉(zhuǎn)端，雙邊柔性鉸鏈(20)、雙邊柔性鉸鏈(21)是位移輸入端，單邊柔性鉸鏈(16)、單邊柔性鉸鏈(17)是位移輸出端。所述的驅(qū)動(dòng)器是壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器。所述的整個(gè)平臺(tái)(I)是由一塊材料加工而成，且對(duì)稱于平臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向。所述的柔性鉸鏈?zhǔn)侵眻A弧型柔性鉸鏈。所述的驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生位移作用在支撐塊(4)上，并通過雙邊柔性鉸鏈(7)作用在平移桿(3)的中部，使平移桿(3)沿X方向平移，再通過平移桿(3)兩端的雙邊柔性鉸鏈(20)和(21)拉動(dòng)雙平行四桿機(jī)構(gòu)中的連桿(8)和連桿(10)轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿(8)通過單邊柔性鉸鏈
(16)、連桿(10)通過單邊柔性鉸鏈(17)同時(shí)推動(dòng)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(I)移動(dòng)。
權(quán)利要求1.一種具有單邊柔性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的一維微動(dòng)平臺(tái)，它包括運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(I)、基座(2)、雙平行四桿機(jī)構(gòu)、平移桿(3)、支撐塊(4)、驅(qū)動(dòng)器(5)、調(diào)整螺釘(6)，其特征在于:運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(I)通過雙平行四桿機(jī)構(gòu)與基座(2)連接，又與平移桿(3)連接；平移桿(3)通過雙邊柔性鉸鏈(7)與支撐塊(4)連接；驅(qū)動(dòng)器(5)兩端分別與基座(2)和支撐塊(4)貼合緊靠，并通過調(diào)整螺釘(6)調(diào)整預(yù)壓力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有單邊柔性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的一維微動(dòng)平臺(tái)，其特征在于所述的雙平行四桿機(jī)構(gòu)由連桿(8)、連桿(9)、連桿(10)、連桿(11)組成，且對(duì)稱于平臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向X和Y方向；雙平行四桿機(jī)構(gòu)通過單邊柔性鉸鏈(12)、單邊柔性鉸鏈(13)、單邊柔性鉸鏈(14)、單邊柔性鉸鏈(15)與基座(2)相連，且通過單邊柔性鉸鏈(16)、單邊柔性鉸鏈(17)、單邊柔性鉸鏈(18)、單邊柔性鉸鏈(19)與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(I)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有單邊柔性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的一維微動(dòng)平臺(tái)，其特征在于所述的連桿(8)、連桿(10)分別通過單邊柔性鉸鏈(20)、單邊柔性鉸鏈(21)與平移桿(3)相連，構(gòu)成杠桿放大機(jī)構(gòu)，其中單邊柔性鉸鏈(12)、單邊柔性鉸鏈(14)是固定回轉(zhuǎn)端，雙邊柔性鉸鏈(20)、雙邊柔性鉸鏈(21)是位移輸入端，單邊柔性鉸鏈(16)、單邊柔性鉸鏈(17)是位移輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有單邊柔性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的一維微動(dòng)平臺(tái)，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)器(5)是壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有單邊柔性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的一維微動(dòng)平臺(tái)，其特征在于整個(gè)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(I)是由一塊材料加工而成，且對(duì)稱于平臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有單邊柔性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的一維微動(dòng)平臺(tái)，其特征在于所述的柔性鉸鏈?zhǔn)侵眻A弧型柔性鉸鏈。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種具有單邊柔性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的一維微動(dòng)平臺(tái)，包括運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(1)、基座(2)、雙平行四桿機(jī)構(gòu)、平移桿(3)、支撐塊(4)、驅(qū)動(dòng)器(5)、調(diào)整螺釘(6)，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(1)通過雙平行四桿機(jī)構(gòu)與基座(2)連接，又與平移桿(3)連接；平移桿(3)通過雙邊柔性鉸鏈(7)與支撐塊(4)連接；驅(qū)動(dòng)器(5)兩端分別與基座(2)和支撐塊(4)貼合緊靠，并通過調(diào)整螺釘(6)調(diào)整預(yù)壓力。本實(shí)用新型采用柔性鉸鏈，保證了運(yùn)動(dòng)傳遞的無間隙、無摩擦、無需潤(rùn)滑、高精度，且在運(yùn)動(dòng)方向上采用對(duì)稱結(jié)構(gòu),提高運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的直線度，且整個(gè)定位平臺(tái)是由一塊材料加工而成，并使得運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和基座都在同一層次上，應(yīng)用于精密微位移領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G12B5/00GK203055468SQ201320033910
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月23日
發(fā)明者沈劍英, 趙云 申請(qǐng)人:嘉興學(xué)院