[實用新型]三自由度超精密定位及微細操作平臺

無效

• 申請號: 01202335.3
• 申請日: 2001-02-23
• 公開（公告）號: CN2470922Y
• 公開（公告）日: 2002-01-09
• 發明（設計）人: 宗光華;畢樹生;陳瑜;于靖軍
• 申請（專利權）人: 北京遠泰通達科技開發有限責任公司
• 主分類號: G12B5/00
• 分類號: G12B5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及一種用于精密自動定位及微細操作的三自由度運動平臺。

目前，廣泛用于各領域的精密定位裝置的傳動方式多是由多個零部件組成的機械式硬摩擦傳動，因此，不可避免地存在著間隙、摩擦洄滯，且易發熱，定位精度很難提升到“亞微米”、“納米”級，而近年出現的壓電陶瓷致動柔性鉸鏈形式的超精密定位裝置，具有無間隙、無摩擦、免潤滑、不發熱等優點，精度也能達到“納米”，但是，它只能是單方向定位，若要多方向定位時，它只能是各單方向定位的裝置的疊加組裝而成，因此，會產生累積誤差，使得結構復雜。

本實用新型的目的是，制造一種具有亞微米級定位精度、無摩擦、無間隙、不發熱、累積誤差小，可在X、Y、Z各方向上實現精密定位的微細操作平臺。

本實用新型的技術解決方案是，運動平臺與底座之間由三條運動支鏈連接，并呈均勻對稱分布；每條支鏈上含有七個柔性鉸鏈；每個支鏈上的下平臺與小臂、小臂與大臂之間通過圓柱銷釘連接，大臂上端嵌放在運動平臺的開槽內，并由兩個螺釘連接；立柱與底座之間通過三個沉頭螺釘連接；壓電陶瓷致動器嵌放在立柱的開槽內，下部與小臂接觸。

本實用新型由于采用了壓電陶瓷作為致動器，保證了驅動源的高精度運動輸出和快的響應速度，輸出力大，不產生磁場，又由于各轉動副均采用了柔性鉸鏈，因此保證了運動傳遞的連續性、無洄滯、無摩擦、免潤滑，沒有機械損耗，且結構緊湊。本實用新型既可單獨作為微操作、微定位平臺用，也可裝配在工業機械手的末端，完成大工作范圍內的精密定位及誤差補償用。應用領域包括光學工程中的光纖對接、光路校正、生物工程中的細胞或基因操作、醫學工程中的顯微外科手術、微電子機械加工與裝配、生物芯片的制作及物理近場光學的研究等。

圖1為本實用新型的外型圖；

圖2為本實用新型的裝配圖。

本實用新型由接插頭1、底座2、下平臺3、小臂4、大臂8、壓電陶瓷致動器6、立柱7及運動平臺9等組成。底座2與運動平臺9之間通過三條支鏈連接，每個支鏈包括下平臺3的一個分支、小臂4、大臂8；下平臺3通過螺釘14安裝在底座2上，并通過底座2上的凸臺15與下平臺3的內孔配合定位；下平臺3上有三個分支，每個分支嵌放在小臂4的開槽內，并通過兩個圓柱銷釘5固接；大臂6的下端嵌放在小臂4的開槽內，并用兩個圓柱銷釘5固接；大臂8的上端嵌放在運動平臺9的開槽內，并用兩個螺釘10固接；每條支鏈上包括七個柔性鉸鏈。

立柱7通過三個螺釘13安裝在底座2上，并通過立柱的外圓柱面與底座的沉孔止口12配合定位；壓電陶瓷致動器6嵌放在立柱7的開槽內，上部與立柱接觸，下端抵住小臂4，并保持一定的預緊力；壓電陶瓷6上的電源線與控制電纜17穿過小臂4上的透孔，盤放在底座2上的凹槽11內，并用螺釘16固定；接插頭1及18通過螺釘19固定在底座2上。