[發明專利]二平動正交解耦并聯微動平臺

無效

• 申請號: 201310575994.5
• 申請日: 2013-11-18
• 公開（公告）號: CN103568005A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 宮金良;張彥斐;齊大志
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于制造技術領域，具體是涉及一種二平動正交解耦并聯微動平臺。

背景技術

并聯微動平臺具有結構剛度大、位移分辨率高、響應速度快、結構緊湊等優點，被廣泛用于各種微納米定位系統中，如超精密加工、掃描探針顯微鏡、MEMS（微電子機械系統）、生物工程、航空航天等領域，并發揮著重要的作用。

目前國內外很多研究者都相繼開展了相關研究工作，Ellis提出用并聯機構作為微動操作機械手，并應用于生物技術和顯微外科；Magnani和Pernette研究了轉動副、移動副、虎克鉸和球鉸的柔性鉸鏈形式；Kallio研制了三自由度微操作并聯機器人；?Lee對實現一個移動兩個轉動的三自由度并聯微動機構進行了研究。在國內，北京航空航天大學研制了兩級解耦的六自由度串并聯微操作機器人和三自由度并聯Delta機構的微操作機器人；哈爾濱工業大學先后研制了6-PSS和6-SPS六自由度并聯Stewart微動機器人。在申請號為01128916.3、00100197.3、00100198.1、201110366086.6、201010216326.X、201010175965.6的專利文件中公開了“新型混聯微動機器人、“四自由度四軸結構解耦并聯微動機器人”?、“三自由度三軸結構解耦并聯微動機器人”、“一維微動平臺的運動機構”、“二自由度平動并聯解耦微動平臺”、“一種二維微動平臺”。

盡管國內外有許多學者研究并聯微動平臺，這些研究成果和專利技術大多滿足一定的運動精度要求，但沒有考慮微動平臺在大承載力時如何有效的提高其剛度的問題，在結構上也沒有實現完全解耦。

發明內容

本發明的目的是提供一種能克服上述缺陷、具有較高剛度和承載能力的二平動正交解耦并聯微動平臺。其技術方案為：

一種二平動正交解耦并聯微動平臺，包括運動工作臺、固定平臺、連接于運動工作臺與固定平臺之間的位于上方的四條運動支鏈、連接于運動工作臺與固定平臺之間的位于下方的四條運動支鏈和兩條驅動支鏈，其特征在于：運動工作臺為一正方體，且相鄰的兩個側面中心均有水平半圓槽，固定平臺為一中間有正方形槽的矩形塊，所有運動支鏈均呈“弓”字形，位于上方的四條運動支鏈的一端分別與運動工作臺的四個側面對應連接，其另一端分別與固定平臺的正方形槽的四個側面對應連接，位于上方的四條運動支鏈的“弓”字形頂面與運動工作臺的上頂面共面，位于下方的四條運動支鏈的一端分別與運動工作臺的四個側面對應連接，其另一端分別與固定平臺的正方形槽的四個側面對應連接，位于下方的四條運動支鏈的“弓”字形底面與運動工作臺的下底面共面，兩條驅動支鏈均為在兩個相對側面分別有水平半圓槽和圓形凹痕的驅動塊，驅動塊上有水平半圓槽的側面通過硬質球與運動工作臺上有水平半圓槽的側面壓緊，驅動塊上有圓形凹痕的側面通過壓電陶瓷驅動器與固定平臺連接。

所述的二平動正交解耦并聯微動平臺，連接于運動工作臺與固定平臺之間的位于上方的四條運動支鏈和位于下方的四條運動支鏈均關于運動工作臺上頂面和下底面幾何中心的連線均布。

本發明與現有技術相比，其優點為：（1）采用“弓”字形彈性鏈作為支鏈，通過支鏈正交布置，能夠實現完全解耦的二自由度平動，具有控制算法簡單、動態特性好等優點；（2）布置在運動工作臺和固定平臺之間的四對支鏈大大增強了微動平臺的剛度和承載能力，滿足高承載力下精密加工與定位的要求。

附圖說明

圖1是本發明實施例的結構示意圖。

圖中：1、運動工作臺??2、運動支鏈??3、固定平臺??4、壓電陶瓷驅動器??5、驅動塊??6、硬質球。

具體實施方式

運動工作臺1為一正方體，且相鄰的兩個側面中心均有水平半圓槽，固定平臺3為一中間有正方形槽的矩形塊，連接于運動工作臺1與固定平臺3之間的位于上方的四條運動支鏈2和位于下方的四條運動支鏈2均關于運動工作臺1上頂面和下底面幾何中心的連線均布，所有運動支鏈2均呈“弓”字形，位于上方的四條運動支鏈2的一端分別與運動工作臺1的四個側面對應連接，其另一端分別與固定平臺3的正方形槽的四個側面對應連接，位于上方的四條運動支鏈2的“弓”字形頂面與運動工作臺1的上頂面共面，位于下方的四條運動支鏈2的一端分別與運動工作臺1的四個側面對應連接，其另一端分別與固定平臺3的正方形槽的四個側面對應連接，位于下方的四條運動支鏈2的“弓”字形底面與運動工作臺1的下底面共面，兩條驅動支鏈均為在兩個相對側面分別有水平半圓槽和圓形凹痕的驅動塊5，驅動塊5上有水平半圓槽的側面通過硬質球6與運動工作臺上1有水平半圓槽的側面壓緊，驅動塊5上有圓形凹痕的側面通過壓電陶瓷驅動器4與固定平臺3連接。?