[發(fā)明專利]兩自由度的微型柔性鉸鏈減振平臺及減振方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410332711.9
• 申請日: 2014-07-14
• 公開（公告）號: CN104196952A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 保宏;田麗麗;冷國俊;杜敬利;張國星;段學超;葛世濱
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: F16F15/02
• 分類號: F16F15/02;F16F15/04
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 張培勛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機械領(lǐng)域，主要體現(xiàn)在減振方面，涉及非電變量的調(diào)整或控制系統(tǒng)中有關(guān)平臺的位置和姿態(tài)調(diào)整的控制，具體是兩自由度的微型柔性鉸鏈減振平臺及減振方法。

背景技術(shù)

微型減振平臺是基于壓電驅(qū)動的納米級微定位技術(shù)，是以壓電微位移驅(qū)動器為驅(qū)動，以柔性鉸鏈為彈性導軌的微動精密定位平臺，具有無摩擦、無反向間隙、高分辨率、易于控制和機構(gòu)緊湊等優(yōu)點。

而柔順機構(gòu)是利用自身柔性構(gòu)件的彈性變形來轉(zhuǎn)換力運動或能量的一種新型機構(gòu)，目前對柔順機構(gòu)靜力學及運動學方面的研究主要

包括:計算機構(gòu)的自由度，分析桿的運動軌跡和機構(gòu)的驅(qū)動力矩等方面。

國外學者Midha最先對柔順機構(gòu)的自由度進行了研究，創(chuàng)造性的提出了按構(gòu)件橫截面的不同對構(gòu)件進行分段在此基礎(chǔ)上?????Ananthasuresh等進行了更深入的研究，提出了一種計算柔順機構(gòu)自由度的方法?國內(nèi)許多學者也對柔順機構(gòu)的自由度問題進行了研究，謝先海等針對柔順機構(gòu)構(gòu)件的特點，在分析段的自由度及段與段之間

聯(lián)接類型的基礎(chǔ)上，提出了一種非常簡易的計算柔順機構(gòu)自由度的方法。

在柔順機構(gòu)靜力學計算方面，Her根據(jù)柔順機構(gòu)的特點研究了非迭代一步計算方法在柔順機構(gòu)中的應(yīng)用問題，利用線性方法研究了機構(gòu)鉸結(jié)點的位移，導出了柔順機構(gòu)的靜力學求解計算公式?Pigosk等

采用代數(shù)幾何方法，通過對柔順機構(gòu)進行靜力逆分析，得到6次封閉型解。

根據(jù)柔順機構(gòu)的性能特點?,?由于構(gòu)件的大變形引起的幾何非線性使得柔順機構(gòu)的分析變得復雜。為了簡化柔順機構(gòu)的分析過程,美國學者?Howell和?Midha?教授等提出了偽剛體模型法?,該方法是基于?傳統(tǒng)剛性機構(gòu)分析和設(shè)計的一種分析方法。文獻Howell?LL，MidhaA?《Parametric?deflection?approximations?for?end?loaded?large?deflection?beams?in?compliant?mechanisms［J］》中建立了分段懸臂梁的偽剛體模型，在懸臂梁中短而柔的那一段中間加一鉸鏈和一扭轉(zhuǎn)彈簧，轉(zhuǎn)化成為剛性彈簧機構(gòu)。

近幾年國內(nèi)學者通過對微動精密定位平臺和柔順機構(gòu)的研究，也設(shè)計出一系列的微型定位機構(gòu)。如孫寶玉等設(shè)計了基于直圓柔性鉸鏈的一維壓電式微定位機構(gòu)，建立了機構(gòu)的動力學模型陳時錦等設(shè)計了一種基于直圓柔性的二維微位移工作臺，分析了機構(gòu)尺寸對工作臺各項性能的影響。吳鷹飛等基于正圓形柔性鉸鏈設(shè)計了一種多自由度微位移平臺，該平臺以壓電陶瓷作為驅(qū)動裝置柔性鉸鏈作為運動傳遞機構(gòu)，構(gòu)成平面平動和轉(zhuǎn)動微位移平臺，結(jié)合電磁鎖緊機構(gòu)，實現(xiàn)蠕動式運動。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供在一個水平面上的前后方向和左右方向直線運動的微型減振，以便用柔性機構(gòu)實現(xiàn)兩自由度的兩自由度的微型柔性鉸鏈減振平臺及減振方法。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，兩自由度的微型柔性鉸鏈減振平臺，其特征是：至少包括方形框架殼體，方型框架殼體內(nèi)有中心體，中心體四周分別通過一個柔性薄板與方型框架殼體連接，四周柔性薄板位于中心體的下端，方形框架殼體每一個面與一個柔性薄板垂直邊連接；中心體前端或后端有四個通孔，其中兩個通孔沿前后面上下布置，另兩個面水平布置在上述兩個上下孔之間；兩個音圈電機的垂直電機和水平電機分別與水平邊框和垂直邊框固定連接，垂直電機和水平電機分別連接垂直推頭連接件和水平推頭連接件；垂直推頭連接件和水平推頭連接件分別有兩個平行的第一彈簧接頭；垂直電機和水平電機的電機軸連接有垂直推頭、水平推頭；垂直推頭和水平推頭在平行的第一彈簧接頭之間；四個彈簧一端套接在平行的第一彈簧接頭上，另一端穿過四個通孔與水平和垂直兩個限位桿的第二彈簧接頭連接；垂直推頭和水平推頭用螺絲固定在電機上。

所述的方型框架殼體四面為金屬薄板；柔性薄板為金屬薄板經(jīng)多次垂直反相彎折構(gòu)成。