[发明专利]应用于光电子封装的六自由度串并联混合驱动运动平台

说明书

本发明提供一种六自由度串并联混合驱动运动平台，包括：三自由度柔性并联子运动平台、单自由度旋转子运动平台和两自由度串联子运动平台；单自由度旋转子运动平台设置于两自由度串联子运动平台的正上方，与所述两自由度串联子运动平台固定连接；三自由度柔性并联子运动平台设置于单自由度旋转子运动平台的正上方，与所述单自由度旋转子运动平台固定连接。本发明提供的六自由度串并联混合驱动运动平台，通过将并联子运动平台、旋转子运动平台和串联子运动平台混合设置，使运动平台的结构简单紧凑、布局合理，可以实现大行程的运动范围和高精度的定位。

技术领域

本发明涉及光电子封装技术领域，尤其涉及一种应用于光电子封装的六自由度串并联混合驱动运动平台。

背景技术

集成光电子器件是支撑新世纪光纤通信高速发展的核心器件。光电子封装是在视觉设备的引导下，通过六自由度运动平台，将输入、输出阵列光纤和光学芯片进行对准耦合的过程。运动平台是光电子封装系统中对芯片和光纤定位的平台，对光电子封装有着极其重要的作用。在光电子封装过程中，为了实现光通道的最大功率耦合，从而进行光信号高效率的传输，运动平台需要实现六自由度大行程运动范围及亚微米级的定位精度。

现有技术中，用于光电子封装的六自由度运动平台中，主要包括串联平台和并联平台。但是串联式六自由度运动平台的结构尺寸相对较大、刚度低、惯性大、误差积累大；而并联式的结构在工作空间和精度方面仍有局限性。总的来说，现有光电子封装用六自由度运动平台在自由度、行程、精度等方面难以满足光电子封装过程中越来越高的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种六自由度串并联混合驱动运动平台，解决了现有技术中的六自由度运动平台体积大、运动精度低，以及运动行程小的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种六自由度串并联混合驱动运动平台，包括：

三自由度柔性并联子运动平台、单自由度旋转子运动平台和两自由度串联子运动平台；

所述单自由度旋转子运动平台设置于所述两自由度串联子运动平台的正上方，与所述两自由度串联子运动平台固定连接；

所述三自由度柔性并联子运动平台设置于所述单自由度旋转子运动平台的正上方，与所述单自由度旋转子运动平台固定连接。

进一步地，所述三自由度柔性并联子运动平台包括动平台和三组相同的驱动机构；

每组驱动机构分别固定连接于所述单自由度旋转子运动平台上，且每组驱动机构的中心之间的连线呈正三角形；

每组驱动机构包括刚柔运动支链和驱动部件，所述刚柔运动支链包括柔性球面副、刚性连杆和柔性转动副，所述柔性球面副的第一端与所述动平台固定连接，所述柔性球面副的第二端与所述刚性连杆的第一端固定连接，所述柔性转动副的第一端与所述驱动部件固定连接，所述柔性转动副的第二端与所述刚性连杆的第二端固定连接；

所述动平台绕水平面旋转和/或沿竖直方向移动。

进一步地，所述柔性球面副包括第一连接座、球面副本体和第二连接座；

所述第一连接座设置在所述柔性球面副的第一端；

所述第二连接座设置在所述柔性球面副的第二端；

所述球面副本体呈圆柱形，从所述第一连接座向所述第二连接座方向，所述球面副本体的直径先保持不变，再逐渐减小，再逐渐增大，再保持不变。

进一步地，所述柔性转动副包括第三连接座、转动副本体和第四连接座；

所述第三连接座设置在所述柔性转动副的第一端；

所述第四连接座设置在所述柔性转动副的第二端；