[發明專利]一種三自由度超聲振動輔助加工精密定位平臺

有效

• 申請號: 201810588285.3
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108561700B
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發明（設計）人: 馬越;田延嶺;王福軍;盧康康;張大衛
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: F16M11/04
• 分類號: F16M11/04
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉玥

1.一種三自由度超聲振動輔助加工精密定位平臺，其特征在于，為X軸、Y軸軸對稱結構，包括大平臺和小平臺，所述大平臺的中央串聯所述小平臺，所述小平臺的底部與橋式放大機構串聯；

所述橋式放大機構的外周側沿X向、Y向對稱連接有4個對稱式差動放大機構，沿X向布置的2個所述對稱式差動放大機構的其中一個所述對稱式差動放大機構的前端設置有實現所述橋式放大機構帶動所述小平臺X向平動的第一壓電陶瓷驅動器，沿Y向布置的2個所述對稱式差動放大機構的其中一個所述對稱式差動放大機構的前端設置有實現所述橋式放大機構帶動所述小平臺Y向平動的第二壓電陶瓷驅動器；所述橋式放大機構的內部沿Z向設置有實現所述小平臺Z向平動的第三壓電陶瓷驅動器；其中，所述對稱式差動放大機構包括第一可動橫梁、第二可動橫梁、第一傳力連桿、第三可動橫梁、平行片狀柔性鉸鏈機構、第四可動橫梁和第二傳力連桿；所述第一可動橫梁與所述第一壓電陶瓷驅動器或所述第二壓電陶瓷驅動器的壓電陶瓷接觸面為可動的半圓形，所述第一壓電陶瓷驅動器或所述第二壓電陶瓷驅動器一側通過預緊螺栓預緊、并與所述大平臺的基體接觸，所述第一壓電陶瓷驅動器或所述第二壓電陶瓷驅動器的輸出端與第一可動橫梁接觸；所述第一可動橫梁分別與所述第二可動橫梁和所述第二傳力連桿連接；所述第二可動橫梁與所述大平臺的基體連接，所述第二可動橫梁的輸出端與所述第一傳力連桿連接；所述第一傳力連桿的另一端與所述第三可動橫梁連接；所述第二傳力連桿的末端與所述第四可動橫梁連接，所述第四可動橫梁與所述第三可動橫梁連接，所述第三可動橫梁的輸出末端通過所述平行片狀柔性鉸鏈機構與所述橋式放大機構連接；

所述小平臺包括動平臺，所述動平臺的四周側X向、Y向對稱設置有4個柔性鉸鏈機構，沿X向布置的2個所述柔性鉸鏈機構的其中一個所述柔性鉸鏈機構的前端設置有實現所述動平臺X向高頻振動的第一高頻壓電陶瓷片，沿Y向布置的2個所述柔性鉸鏈機構的其中一個所述柔性鉸鏈機構的前端設置有實現所述動平臺Y向高頻振動的第二高頻壓電陶瓷片。

2.根據權利要求1所述的一種三自由度超聲振動輔助加工精密定位平臺，其特征在于，所述平行片狀柔性鉸鏈機構包括兩個平行的片狀柔性鉸鏈，平行的所述片狀柔性鉸鏈的一側與所述橋式放大機構連接、另一側與所述第三可動橫梁的輸出末端連接，實現精密定位平臺對小平臺X向平動和Y向平動的解耦。

3.根據權利要求1所述的一種三自由度超聲振動輔助加工精密定位平臺，其特征在于，所述橋式放大機構包括2根豎梁、2根橫梁、輸出臺；一根所述豎梁與所述第三壓電陶瓷驅動器的接觸面為可動的半圓形，另一根所述豎梁通過預緊螺栓預緊、并與所述第三壓電陶瓷驅動器接觸；2根所述豎梁另一端分別與2根所述橫梁連接；2根所述橫梁的另一端均與所述輸出臺連接。

4.根據權利要求1所述的一種三自由度超聲振動輔助加工精密定位平臺，其特征在于，所述橋式放大機構的底部四個角均連接有支撐機構，每個所述支撐機構均由兩個串聯的虎克鉸鏈組成。