[发明专利]一种支撑结构以及差动式并联微动平台

说明书

本发明提供了一种支撑结构及差动式并联微动平台，支撑结构包括第一虎克铰、促动器以及第二虎克铰；所述促动器的一端与所述第一虎克铰连接；第二虎克铰与所述促动器的另一端连接，所述第二虎克铰通过所述促动器调节与所述第一虎克铰之间的间距。差动式并联微动平台，包括动平台、多个支撑结构组件以及静平台；支撑结构连接于第一安装面及第二安装面之间，同一支撑结构所连接的第一安装面与第二安装面平行。通过采用促动器与多个虎克铰配合使用，利用差动传动的方案代替压电陶瓷，降低成本，形成具有微动功能的支撑结构，再通过多个支撑结构与动平台、静平台组合形成的并联微动平台，实现了微动平台低成本高精度的使用需求。

技术领域

本申请涉及精密定位技术领域，具体涉及一种支撑结构以及差动式并联微动平台。

背景技术

随着科学技术的发展，许多领域越来越迫切地需要高精度定位系统，如航天、航空、制造业、计算机辅助医疗设备、微机电系统、微外科手术、光纤对接、微细加工等。向超精密领域的方向发展，机器人所要操作的对象也从宏观领域扩展到亚微米、纳米级的微观领域。由微定位技术与机器人技术结合而产生的微操作机器人是机器人领域的新的研究方向，具有广阔的应用前景。尤其是近年来，面向生物工程、医学工程以及微加工等领域的微操作机器人技术受到国内外的广泛关注，发展速度极快，已被应用于实现细胞的注射和分割，微机电产品的加工和装配和微外科手术等领域，为此，要求微操作机器人具有摩擦小、无间隙、响应快、结构紧凑、刚性好以及误差积累小等特点。

所以如何有效的提高微动平台精度，降低微位移平台的成本是目前本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本申请提供了一种支撑结构以及差动式并联微动平台，能够有效的提高微动平台精度，降低微动平台的成本。

为实现上述目的，第一方面，发明人提供了一种支撑结构，支撑结构包括第一虎克铰、促动器以及第二虎克铰；促动器的一端与第一虎克铰连接；第二虎克铰与促动器的另一端连接，第二虎克铰通过促动器调节与第一虎克铰之间的间距。

在一些实施例中，促动器包括伺服电机、谐波减速器、驱动件、滚珠传动组件以及螺纹丝杆，伺服电机设置在靠近第一虎克铰的一端；谐波减速器的输入端与伺服电机的输出端连接；驱动件与谐波减速器的输出端传动连接；滚珠传动组件与驱动件的另一端连接；螺纹丝杆的一端与滚珠传动组件通过联轴器连接，螺纹丝杆的另一端与第二虎克铰传动连接。

在一些实施例中，螺纹丝杆包括第一丝杆段、第二丝杆段、第一丝杆螺母以及第二丝杆螺母，第一丝杆段设置在靠近滚珠传动组件的一端；第二丝杆段设置在远离滚珠传动组件的一端，第二丝杆段与第一丝杆段的螺距不同；第一丝杆螺母设置在第一丝杆段上；第二丝杆螺母设置在第二丝杆段上，第二丝杆螺母可相对第二丝杆段上下转动，以带动第二虎克铰沿靠近第一虎克铰或远离第一虎克铰的方向运动。

在一些实施例中，促动器还包括柔轮法兰，驱动件与谐波减速器通过柔轮法兰传动连接。

在一些实施例中，促动器还包括电机套筒、电机法兰、减速器法兰、轴承套筒、第一套筒、螺母法兰、波纹管以及第二套筒，电机套筒的一端与第一虎克铰连接，另一端远离第一虎克铰设置；电机法兰与电机套筒远离第一虎克铰的一端连接，伺服电机设置在电机法兰上；减速器法兰套设在电机法兰的外部且与电机法兰固定连接；轴承套筒设置在减速器法兰上，轴承套筒通过双列角接触球轴承与驱动件活动连接；第一套筒的一端与轴承套筒的另一端连接；螺母法兰与第一套筒的另一端连接，螺母法兰的另一端与第一丝杆螺母固定连接；波纹管设置在螺母法兰上，波纹管覆盖螺纹丝杆；第二套筒的一端与第二丝杆螺母固定连接，第二套筒的另一端与第二虎克铰固定连接，第二套筒与第二丝杆螺母相配合以带动第二虎克铰相对第一虎克铰进行轴向运动。