[发明专利]一种具有冗余支链的二平动微动平台

说明书

技术领域

本发明属于制造技术领域，具体是涉及一种具有冗余支链的二平动微动平台。

背景技术

随着科学技术的不断发展和进步，人类研究的科学领域已深入到我们不能直接感受到的微观领域，如医学、生物、光学、材料和工程等领域，其工作对象越来越小，完成这类工作必须借助于特殊的工具和手段，因此，微动平台的研究成为微观领域的关键技术。采用柔性铰链的并联微动平台具有无摩擦、无间隙、响应快、结构紧凑等特点，因此广泛应用于染色体切割、芯片制造、微机电产品的加工、装配等细微操作领域。

如瑞士EPFL研制出了并联六自由度微动机器人，芬兰的Kallio研制了三自由度并联微动机器人，美国Texas大学机械工程系Hudgens和Tesar等研制了一个6自由度全并联带柔性铰链的微动机器人，日本Tamio TANIKAWA等研制了六自由度微动并联机器人。在国内，北京航空航天大学研制了两级解耦的六自由度串并联微操作机器人和三自由度并联Delta机构的微操作机器人，哈尔滨工业大学先后研制了6-PSS和6-SPS六自由度并联Stewart微动机器人，河北工业大学研制了正交解耦结构的6-PSS型微操作平台。在申请号为02117851.8、200510125990.2、200610151113.7、00100197.3、00100198.1的专利文件中公开了“可重组模块化3～6自由度结构解耦并联微动机器人”、“一种3-PPTTRS六自由度并联精密微动机器人”、“一种三支链六自由度并联柔性铰链微动机构”、“四自由度四轴结构解耦并联微动机器人”、“三自由度三轴结构解耦并联微动机器人”。

在一些超精密加工领域，如高硬质材料的微加工，则需要保证微动平台具有很高的刚度和承载能力。尽管现有技术可以通过改变微动平台的结构参数获得较高刚度，但这样往往使得平台体积增加，在驱动时耗费不必要的能量以产生柔性铰链的相对运动。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有高承载能力和大刚度、灵敏度高的二平动并联结构微定位平台。其技术方案为：

包括固定平台、运动平台、微位移驱动装置和连接于固定平台与运动平台之间的两组支链，其特征在于：微位移驱动装置为安装在固定平台上的两个，每组支链中均包括两条支链，其中第一组中的每条支链均包含一个弹性移动副和两个连杆，两个连杆的轴线互相平行，并且两个连杆的一端分别通过第二弹性转动副与运动平台连接，其另一端分别通过第一弹性转动副连接弹性移动副的一侧，弹性移动副的另一侧与微位移驱动装置的驱动端连接；第二组中的每条支链均包含第一连杆和第二连杆，第一连杆与第二连杆之间通过第二弹性转动副连接，第一连杆的另一端通过第一弹性转动副与运动平台连接，第二连杆的另一端通过第三弹性转动副与固定平台连接；所有弹性转动副的转动轴线互相平行。

所述的一种具有冗余支链的二平动微动平台，第一组支链中的两条支链与第二组支链中的两条支链依次均布在运动平台外围。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1、引入了冗余运动支链，既保证了微动平台的运动特征，而且使其具有更高的承载能力和更大的刚度；

2、采用均布式结构，使得微动平台沿各个方向具有相同的静态和动态性能，因此具有性能好、灵敏度高、控制简单等优点，适用于各种需要平面微调的场合。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图。

图中：1、固定平台  2、微位移驱动装置  3、5、7、9、11弹性转动副  4、弹性移动副6、10、12、连杆  8、运动平台

具体实施方式

在图1所示的实施例中：两个微位移驱动装置2均安装在固定平台1上，连接于运动平台8与固定平台1之间的两组支链均各包括两条支链，其中第一组中的每条支链均包含一个弹性移动副4和两个连杆6，两个连杆6的轴线互相平行，并且两个连杆6的一端分别通过第二弹性转动副7与运动平台8连接，其另一端分别通过第一弹性转动副5连接弹性移动副4的一侧，弹性移动副4的另一侧与微位移驱动装置2的驱动端连接；第二组中的每条支链均包含第一连杆10和第二连杆12，第一连杆10与第二连杆12之间通过第二弹性转动副11连接，第一连杆10的另一端通过第一弹性转动副9与运动平台8连接，第二连杆12的另一端通过第三弹性转动副3与固定平台1连接：弹性转动副3、5、7、9、11的转动轴线互相平行，第一组支链中的两条支链与第二组支链中的两条支链依次均布在运动平台8外围。