[實(shí)用新型]一種精密縮小柔性微動系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820715977.5
• 申請日: 2018-05-14
• 公開（公告）號: CN208707550U
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊滿芝;李妞妞;張傳偉;郭衛(wèi);許可俊;馮斌;曹存
• 申請（專利權(quán)）人: 西安科技大學(xué)
• 主分類號: H02N2/02
• 分類號: H02N2/02;H02N2/04
• 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: 王寧寧

本實(shí)用新型提供了一種精密縮小柔性微動系統(tǒng)，涉及微操作技術(shù)領(lǐng)域。精密縮小柔性微動系統(tǒng)包括機(jī)構(gòu)本體、驅(qū)動器以及二十四個直圓型柔性鉸鏈組成的柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)。微驅(qū)動器與機(jī)構(gòu)空心處頂部連接，通過控制器與電源連接。基于杠桿原理及柔性導(dǎo)向、傳動原理，采用一部分柔性鉸鏈保證驅(qū)動器在運(yùn)動過程中不承受橫向力及力矩，且不產(chǎn)生非運(yùn)動方向的附加位移，確保機(jī)構(gòu)本體運(yùn)動的精密性及平穩(wěn)性；采用另一部分柔性鉸鏈將微動輸入機(jī)構(gòu)輸入的運(yùn)動Δu進(jìn)行精密傳動以及縮小，使微動輸出機(jī)構(gòu)輸出縮小位移Δv。該系統(tǒng)具備可將直線位移精確縮小、可根據(jù)實(shí)際需要精確調(diào)整縮小比例、不產(chǎn)生非運(yùn)動方向附加位移、結(jié)構(gòu)簡單、易于控制、提高運(yùn)動精度、性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及微操作技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種精密縮小柔性微動系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著微納米技術(shù)的快速發(fā)展,在微機(jī)械系統(tǒng)中,微電子加工、生物工程、生命醫(yī)學(xué)、航空航天和光學(xué)等多個微操作領(lǐng)域,高定位精度、高運(yùn)動分辨率的精密定位技術(shù)發(fā)揮著重要的作用。如何設(shè)計集成得到具有高精度、大行程、快速響應(yīng)的精密定位平臺已成為國內(nèi)外研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。

目前對柔性位移縮小系統(tǒng)的研究主要集中在其位移縮小比、輸入剛度等靜力學(xué)性能的建模及優(yōu)化設(shè)計，系統(tǒng)中大多采用切口形式單一的圓弧型柔性鉸鏈；多數(shù)集中于縮小型微動機(jī)構(gòu)研究，對位移輸出縮小型微動系統(tǒng)研究較少。同時，縮小微動系統(tǒng)可將輸入位移按一定比例縮小，即可獲得較小的輸出位移也可提高微小位移的定位精度。因此，對精密縮小柔性微動系統(tǒng)方面研究具有實(shí)際意義。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種精密縮小柔性微動系統(tǒng)，可將直線位移精確縮小，并不會產(chǎn)生非運(yùn)動方向的附加位移，并且可以根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整縮小比例。同時，該精密縮小柔性微動系統(tǒng)最大縮小誤差值為0.117μm、強(qiáng)度滿足設(shè)計要求、具有優(yōu)良的動態(tài)性能，具有較高的精確性及有效性。

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種精密縮小柔性微動系統(tǒng)，包括：

機(jī)構(gòu)本體，機(jī)構(gòu)本體具有微動輸入機(jī)構(gòu)以及微動輸出機(jī)構(gòu)，微動輸入機(jī)構(gòu)用于輸入運(yùn)動Δu，微動輸出機(jī)構(gòu)用于輸出縮小位移Δv；

驅(qū)動器，驅(qū)動器設(shè)置于機(jī)構(gòu)本體，且用于為微動輸入機(jī)構(gòu)提供運(yùn)動位移，微動輸入機(jī)構(gòu)在驅(qū)動器的驅(qū)動作用下用于輸入運(yùn)動Δu；

多個直圓型柔性鉸鏈組成的柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)，多個直圓型柔性鉸鏈對稱設(shè)置于機(jī)構(gòu)本體，且多個直圓型柔性鉸鏈包括第一組柔性鉸鏈與第二組柔性鉸鏈，第一組柔性鉸鏈用于保證驅(qū)動器在運(yùn)動過程中不承受橫向力及力矩，且不產(chǎn)生非運(yùn)動方向的附加位移，確保機(jī)構(gòu)本體運(yùn)動的精密性及平穩(wěn)性；第二組柔性鉸鏈用于將微動輸入機(jī)構(gòu)輸入的運(yùn)動Δu進(jìn)行精密傳動以及縮小，使得微動輸出機(jī)構(gòu)用于輸出縮小位移Δv。

進(jìn)一步地，在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，多個直圓型柔性鉸鏈的數(shù)量為二十四個，且第一組柔性鉸鏈具有十二個直圓型柔性鉸鏈，第二組柔性鉸鏈具有十二個直圓型柔性鉸鏈。

進(jìn)一步地，在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，第一組柔性鉸鏈的十二個直圓型柔性鉸鏈對稱分布于驅(qū)動器兩側(cè)。

進(jìn)一步地，在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，機(jī)構(gòu)本體具有對稱設(shè)置的第一本體與第二本體，且第一本體上設(shè)置有十二個直圓型柔性鉸鏈，第二本體上設(shè)置有十二個直圓型柔性鉸鏈，對稱分布的直圓型柔性鉸鏈用于組成雙軸柔性鉸鏈，雙軸柔性鉸鏈用于保證驅(qū)動器不承受非運(yùn)動的方向的力。

進(jìn)一步地，在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，第一組柔性鉸鏈的十二個直圓型柔性鉸鏈中，其中六個設(shè)置于第一本體，另外六個設(shè)置于第二本體；第二組柔性鉸鏈的十二個直圓型柔性鉸鏈中，其中六個設(shè)置于第一本體，另外六個設(shè)置于第二本體。

進(jìn)一步地，在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，第一本體與第二本體上均間隔設(shè)置有多個固定組件，且第一本體與第二本體上的多個固定組件對稱設(shè)置。