[發(fā)明專利]驅(qū)動組件及柔性精密定位平臺

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710811135.X
• 申請日: 2017-09-11
• 公開（公告）號: CN107481767B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王耿;王海濤;趙彥如;王瑩;王帥旗;周克辛
• 申請（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號: G12B5/00
• 分類號: G12B5/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 趙志遠(yuǎn)

本發(fā)明公開了一種驅(qū)動組件及柔性精密定位平臺，涉及柔性精密定位平臺技術(shù)領(lǐng)域。該驅(qū)動組件包括第一壓電驅(qū)動器和柔性驅(qū)動體，柔性驅(qū)動體包括半橋式驅(qū)動部、第一柔性鉸鏈件以及固定平臺。固定平臺和半橋式驅(qū)動部分別位于第一柔性鉸鏈件的兩側(cè)且與其固定連接，第一壓電驅(qū)動器與半橋式驅(qū)動部固定連接。柔性精密定位平臺包括豎向驅(qū)動組件、支撐件以及驅(qū)動組件，豎向驅(qū)動組件與驅(qū)動組件相互垂直設(shè)置。該柔性精密定位平臺具有5個解耦自由度，可實現(xiàn)沿X軸、Y軸、Z軸的平動，及繞X軸、Y軸的偏擺轉(zhuǎn)動，具備高精度、大行程、高剛度等特點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及柔性精密定位平臺技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種驅(qū)動組件及柔性精密定位平臺。

背景技術(shù)

近年來，隨著微納米領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)的迅猛發(fā)展，尤其是宇航工程、精密機(jī)械工程、生物醫(yī)學(xué)工程、復(fù)合軸精密跟蹤等尖端領(lǐng)域都迫切需要高精度、高分辨率、大行程、多自由度的精密定位技術(shù)。微米/納米級空間精密定位臺可以在三維空間內(nèi)提供多自由度的納米級運(yùn)動，是納米科學(xué)領(lǐng)域必備的關(guān)鍵儀器設(shè)備。

目前，壓電陶瓷驅(qū)動的微納定位平臺存在行程較小的缺陷，其應(yīng)用于顯微領(lǐng)域的壓電陶瓷管的最大行程100μm左右，無法滿足大范圍表面測量與表征的需求，降低了其工程應(yīng)用性能。

并聯(lián)式結(jié)構(gòu)往往存在各個方向上的輸出耦合，必須通過解耦器或者控制算法來進(jìn)行位移解耦。同時，現(xiàn)階段的壓電定位平臺大多自由度較少、運(yùn)動維度有限、缺少旋轉(zhuǎn)擺動能力、且行程較小，其移動量及運(yùn)動的能力均難以滿足復(fù)雜工況的需求。

綜上所述，設(shè)計一種精度高、行程大、自由度多的柔性空間精密定位平臺，是本領(lǐng)域的技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種驅(qū)動組件，設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)簡單，加工精度高，剛度強(qiáng)，結(jié)構(gòu)緊湊，裝配簡單。

本發(fā)明的目的還在于提供了一種柔性精密定位平臺，具有5個解耦自由度，可實現(xiàn)沿X軸、Y軸、Z軸的平動，及其繞X軸、Y軸的偏擺轉(zhuǎn)動，具有高精度、大行程、高剛度的優(yōu)點。

本發(fā)明的實施例是這樣實現(xiàn)的：

基于上述目的，本發(fā)明的實施例提供了一種驅(qū)動組件，包括第一壓電驅(qū)動器和柔性驅(qū)動體，所述柔性驅(qū)動體包括多個半橋式驅(qū)動部、多個第一柔性鉸鏈件以及固定平臺；

所述第一柔性鉸鏈件的數(shù)量為所述半橋式驅(qū)動部的數(shù)量的二倍，兩個所述第一柔性鉸鏈件分別與一個所述半橋式驅(qū)動部的兩端一一對應(yīng)連接；

所述固定平臺位于所述多個第一柔性鉸鏈件的中間且與全部所述第一柔性鉸鏈件固定連接，所述半橋式驅(qū)動部與所述第一柔性鉸鏈件固定連接且位于與其連接的所述第一柔性鉸鏈件的遠(yuǎn)離所述固定平臺的一側(cè)；

所述第一壓電驅(qū)動器與所述半橋式驅(qū)動部數(shù)量相同且一一對應(yīng)，所述第一壓電驅(qū)動器通過第一預(yù)緊件與所述半橋式驅(qū)動部固定連接。

另外，根據(jù)本發(fā)明的實施例提供的驅(qū)動組件，還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

在本發(fā)明的可選實施例中，所述半橋式驅(qū)動部的數(shù)量為四個，所述第一柔性鉸鏈件的數(shù)量為八個，一個所述半橋式驅(qū)動部與兩個所述第一柔性鉸鏈件形成偏擺組；

四個所述偏擺組繞所述固定平臺的中心線旋轉(zhuǎn)對稱。

在本發(fā)明的可選實施例中，所述第一柔性鉸鏈件為工字型結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明的可選實施例中，所述半橋式驅(qū)動部為U型結(jié)構(gòu)且包括依次連接的第一柱、第二柱以及第三柱，所述第一柱和所述第三柱對應(yīng)設(shè)置有固定孔，所述第二柱設(shè)置有連接孔；

所述第一壓電驅(qū)動器位于所述第一柱與所述第三柱之間，所述第一預(yù)緊件穿過所述固定孔將所述第一壓電驅(qū)動器與所述半橋式驅(qū)動部固定連接。