[發明專利]一維精密平動機構

在審

• 申請號: 201710826107.5
• 申請日: 2017-09-14
• 公開（公告）號: CN107740812A
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 強懷博;王洪喜;王麗;吳瓊;侯志敏;王建華
• 申請（專利權）人: 西安工業大學
• 主分類號: F16C32/04
• 分類號: F16C32/04;F16C29/00
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司61114
• 代理人: 黃秦芳

技術領域

本發明屬于精密制造、精密傳動及精密測量等技術領域，具體涉及一種一維精密平動機構。

背景技術

一維精密平動技術是現代精密及超精密加工及測量技術的關鍵技術之一，廣泛應用于精密超精密加工及精密測量等精度要求較高的技術領域，在精密傳動及現代制造技術中有著極其重要的地位和作用，隨著現代精密制造及測量技術的快速發展，諸如坐標測量系統、微納制造系統、汽車制造、航空航天等各領域中均涉及有精密平動機構的研究和應用。

傳統的精密平動機構常通過外界施加作用力或摩擦傳動來使平動機構保留在某一穩定位置，外界施加作用力的機構需要的一定的驅動能，而摩擦傳動結構將使得平動機構的精度和傳動效率降低，同時常見傳統平動機構具有作用力不穩定、動態特性不一致、對阿貝誤差敏感等缺點。而平行簧片機構作為無摩擦的精密傳動結構，具有無間隙、無摩擦、靈敏度高等特性，在其行程范圍內表現為恒定的勢能和運動連續均衡性。

有相關學者對一維平行簧片機構進行了受力分析,建立了數學模型，推導了平行簧片機構在外力作用下變形和位移的關系，但研究者僅考慮了平動機構相對于固定機構的水平運動，而忽略了與其運動方向正交軸向上的傳動誤差，而且若平行簧片機構的縱向尺寸越大，系統引入的傳動誤差會越大，很大程度上影響了平動機構的運動精度。

發明內容

本發明提供一種一維精密平動機構，此機構能實現精密傳動及精密導向等功能，此精密平動機構在運動過程中無機械摩擦、無間隙、無需潤滑、靈敏度高，具有良好地穩定性，能夠廣泛應用于精密制造、精密傳動及精密測量等技術領域。

為解決現有技術存在的問題，本發明的技術方案是：一種一維精密平動機構，其特征在于：包括“U”型的固定板和平動板，所述的“U”型的固定板的橫板上側設置有永磁體，永磁體上設置有電磁機構，平動板設置于電磁機構上，所述的永磁體的兩側的固定板上對稱設置有右讀數頭和左讀數頭，所述的“U”型的固定板兩個縱板的外側分別垂直設置有左外側平行簧片和右外側平行簧片，左外側平行簧片和右外側平行簧片的另一端面與傳動轉換板垂直設置，所述的平動板的兩側邊上垂直設置有左內側平行簧片和右內側平行簧片，左內側平行簧片和右內側平行簧片的另一端面與傳動轉換板垂直設置，所述的平動板的外側設置有測桿，平動板的底面上設置有光柵尺。

所述的“U”型的固定板的縱向板頂部內側分別設置有左固定板限位元件和右固定板限位元件，與左固定板限位元件相對稱的左內側平行簧片上設置有左平動板限位元件；與右固定板限位元件相對稱的右內側平行簧片上設置有右平動板限位元件。

所述的外側平行簧片、外側平行簧片相互平行并且大小結構相同；內側平行簧片和內側平行簧片相互平行并且大小結構相同。

所述的“U”型的固定板、左外側平行簧片、傳動轉換板和右外側平行簧片、平動板、左內側平行簧片和右內側平行簧片之間分別通過螺釘連接。

所述的平動板與測桿通過測桿安裝座連接，測桿安裝座設置于平動板上。

所述的平動板的底部通過電磁機構安裝架與電磁機構連接。

與現有技術相比，本發明的優點如下：

本發明的通過兩組平行簧片機構傳動，且此兩組平行簧片機構相互套裝，此機構具有零剛度特性，在其行程范圍內表現為恒定的勢能和連續均衡性，同時在此機構中，平動板的運動軌跡與固定板處于同一平面，完全符合阿貝原則的要求，使得機構傳動的阿貝誤差為零，能夠實現平動板相對于固定板的精密傳動；

本發明此機構能實現精密傳動及精密測量等功能，此精密平動機構在運動過程中無機械摩擦，無間隙，無需潤滑，運動靈敏度高，具有良好地穩定性，此精密平動機構能夠廣泛應用于精密制造、精密傳動及精密測量等技術領域。

附圖說明

圖1是本發明的結構外形右側視圖；

圖2是本發明的結構外形左側視圖；

圖3是以平動板正下方的視角，對平動板底部的仰視圖；

圖4是本發明機構的運動模型簡圖；

圖5是本發明的內側平行簧片機構運動過程分析圖；

圖6是本發明的外側平行簧片機構運動過程分析圖。