[發明專利]一種面向單向輸入力的全柔順正交位移放大機構

在審

• 申請號: 201811196276.6
• 申請日: 2018-10-15
• 公開（公告）號: CN109079750A
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 劉敏;涂茜;劉天舒;占金青;彭怡平;秦洋洋;王云濤
• 申請（專利權）人: 華東交通大學
• 主分類號: B25J7/00
• 分類號: B25J7/00
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 姚伯川

一種單向輸入力作用的緊湊型全柔順正交位移放大機構，包括供輸入力作用的剛性輸入端（1）、左上柔性簧片（2）、左剛性輸出端（3）、左下雙柔性簧片（4）、剛性固定端（5）、右下雙柔性簧片（6）、右剛性輸出端（7）和右上柔性簧片（8）。所述剛性輸入端、左上柔性簧片、左剛性輸出端、左下雙柔性簧片以及剛性固定端依次連接；所述剛性輸入端、右上柔性簧片、右剛性輸出端、右下雙柔性簧片以及剛性固定端依次連接。本發明可以在單向輸入力的作用下實現位移正交轉換與放大，且為單級位移放大機構，結構簡單、緊湊，線切割加工方便，有利于靈活微操作的實現。

技術領域

本發明涉及一種面向單向輸入力的全柔順正交位移放大機構，屬柔順位移放大機構技術領域。

背景技術

柔順機構以其易實現高精度、微型化、無摩擦磨損、無需潤滑、免裝配等獨特的優良性能在微納操作、精密定位等尖端領域得到了廣泛應用。柔順機構常采用壓電陶瓷驅動器驅動，其具有分辨率高、響應速度快、體積小等特點，但是其行程很小，一般只有幾十到一百微米左右。為了增大柔順機構的運動范圍以及實現輸入位移和輸出位移的正交轉換（即輸入與輸出方向相互垂直），通常會借助正交位移放大機構以實現輸出位移的放大和傳遞。

現有的柔順位移放大機構中，橋式位移放大機構是一種典型的能夠實現位移正交轉換的放大機構。但其僅在結構全對稱且雙向對稱輸入力的情況下才能實現正交位移轉換，導致放大機構預緊和微型化困難。雖然還有其他的柔順正交位移放大機構能夠在單向輸入力下實現正交位移轉換，但其結構往往比較復雜且不夠緊湊，需要利用多級放大構型。

發明內容

本發明的目的是，為了克服現有技術中的缺點與不足，提供結構簡單且緊湊的一種面向單向輸入力的全柔順正交位移放大機構。該柔順正交位移放大機構上半部分采用三角放大原理進行位移放大，下半部分利用平行導向機構來消除輸出端的寄生位移，更加適應工程應用中的需求。

本發明實現的技術方案如下：一種面向單向輸入力的全柔順正交位移放大機構，包括供輸入力作用的剛性輸入端、左上柔性簧片、左剛性輸出端、左下雙柔性簧片、剛性固定端、右下雙柔性簧片、右剛性輸出端和右上柔性簧片；所述剛性輸入端、左上柔性簧片、左剛性輸出端、左下雙柔性簧片以及剛性固定端依次連接；所述剛性輸入端、右上柔性簧片、右剛性輸出端、右下雙柔性簧片以及剛性固定端依次連接；所述右上柔性簧片、右剛性輸出端、右下雙柔性簧片與左上柔性簧片、左剛性輸出端、左下雙柔性簧片成鏡像對稱關系，且尺寸相同。

所述左上柔性簧片與右上柔性簧片尺寸相同，均為長方形片狀結構；所述左下雙柔性簧片與右下雙柔性簧片尺寸相同，均為長方形片狀結構。

所述左下雙柔性簧片的兩片柔性簧片相互平行并隔開一定距離；所述右下雙柔性簧片的兩片柔性簧片相互平行并隔開與左下雙柔性簧片相同的距離；所述距離小于左剛性輸出端或右剛性輸出端與柔性簧片連接面的寬度。

所述的柔順正交位移放大機構為左右對稱結構，剛性輸入端、左上柔性簧片和左剛性輸出端構成左位移放大機構；剛性輸入端、右上柔性簧片和右剛性輸出端構成右位移放大機構。

所述的柔順正交位移放大機構為左右對稱結構，左剛性輸出端、左下雙柔性簧片以及剛性固定端構成左平行導向機構；右剛性輸出端、右下雙柔性簧片以及剛性固定端構成右平行導向機構。

所述左上柔性簧片向左與豎直方向成一定傾角α；右上柔性簧片向右與豎直方向成一定傾角α；所述傾角α＜90°；左下雙柔性簧片與右下雙柔性簧片與豎直方向平行放置；左下雙柔性簧片要垂直于左剛性輸出端和剛性固定端；右下雙柔性簧片要垂直于右剛性輸出端和剛性固定端。

所述剛性固定端的寬度大于左剛性輸出端寬度和右剛性輸出端寬度之和。