[发明专利]一种多构型精密定位平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种定位平台，具体是一种多构型精密定位平台，属于微电子机械系统（MEMS）技术领域。

背景技术

随着精密定位平台在医疗、生物工程及精密制造等领域的研究及应用不断深入，对精密定位平台的需求越来越广泛，并且向着高精度及高灵活性的方向发展，柔顺并联机构已被应用于精密定位平台中，其同时具有并联机构的优点如高刚度、灵巧性，以及柔顺机构的优点如无间隙、无摩擦、无需润滑、无冲击等。

精密定位平台通常采用精密驱动器，但是精密驱动器的运动行程非常有限，不足以满足实际需求，因此需要位移放大机构与精密驱动器配合使用；精密定位平台要实现空间运动，必须包含多轴柔性铰链或由单轴柔性铰链组合而成的复合轴柔性铰链。

现有的精密定位平台已有很多，但多数只能实现平面运动。随着空间需求增多，已有一些可实现空间运动的平台被提出，但在结构及运动解耦上存在矛盾：

一方面，简单机构在实现空间运动时出现各支链之间存在耦合运动，增加分析及控制的困难，降低定位精度；

另一方面，为了降低耦合影响而采用复杂的空间结构，增加了加工制造困难。

另外，为了保证精密定位平台的各项性能均衡，在不同应用场合要求下，往往需要多种构型的定位平台才能满足要求，而现有的定位平台构型单一，其他通用部件的重复利用率低，且生产成本较高，难以满足对精密定位平台的需求。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种多构型精密定位平台，其能够实现平台各支链解耦运动，同时降低加工制造的难度，并且具有多种构型的精密定位平台，满足不同需求、提高效率降低成本。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种多构型精密定位平台，它包括：

上部动平台、底部基座以及连接两者三条结构相同的柔性支链；

所述每条柔性支链均包括驱动器、平面位移放大机构、压紧件、圆柱型柔性铰链、压紧件及至少两个定位件：定位件Ⅰ与定位件Ⅱ；

其中，所述平面位移放大机构的位移输出端、压紧件Ⅰ、压紧件Ⅱ及动平台上均设有与圆柱型柔性铰链直径相等的圆弧槽；

圆柱型柔性铰链的一端与平面位移放大机构的位移输出端及压紧件Ⅰ上的圆弧槽配合并压紧、另一端与动平台及压紧件Ⅱ上的圆弧槽配合并压紧；

所述平面位移放大机构底面设有一组螺纹孔及一组定位孔，定位件Ⅰ与定位件Ⅱ位于定位孔中，基座上设有多组标准的通孔及定位孔，调整平面位移放大机构使底面螺纹孔及定位件与基座上通孔及定位孔的其中一组对齐并紧固，以改变精密定位平台的构型；

所述的驱动器的驱动轴在平面位移放大机构的工作平面内并驱动面位移放大机构工作平面内发生平面变形运动。

所述平面位移放大机构为杠杆式平面位移放大机构或桥式平面位移放大机构；均设有相同的平面位移放大机构圆弧槽、底面螺纹孔组及定位孔组。

所述的三条柔性支链分别与动平台及基座固连，并相对动平台的几何中心轴成轴对称布置。

所述基座上的多组标准的通孔及定位孔均包括安装通孔及定位孔组Ⅰ、安装通孔及定位孔组Ⅱ以及安装通孔及定位孔组Ⅲ。

所述圆柱型柔性铰链设有多个，每个都具有相同直径不同长度。

所述平面位移放大机构通过整块板材加工而成。

所述动平台呈中部带有通孔的三角形状。

与现有的定位平台相比：本发明的平面位移放大机构只产生平面内变形，非平面变形可忽略不计，通过圆柱形柔性铰链将平面位移放大机构的平面运动传递至动平台，三条柔性支链的合成运动实现动平台的三维运动即实现两个微转动及一个微平动，各柔性支链之间的耦合影响止于圆柱形柔性铰链，起到球铰功能，各平面位移放大机构可单独整块加工而成，通过简单结构实现各支链解耦运动，同时降低了加工制造的难度，可广泛应用于生物工程微定位、精密装配等领域；

并且本发明中的平面位移放大机构及圆柱型柔性铰链设置有多种互换方案，各方案具有相同的与其他零部件结合的接口，在不需更换定位平台其他零部件时可方便地互相替换，从而获得多种构型的精密定位平台，满足不同需求，提高效率降低成本。

附图说明

图1本发明多构型精密定位平台实施例一；

图2 本发明实施例一的柔性支链结构示意图；

图3本发明实施例一的动平台结构示意图；

图4本发明实施例一的基座结构示意图；

图5杠杆式平面位移放大机构的结构示意图；

图6桥式平面位移放大机构的结构示意图；