[發(fā)明專利]多源驅(qū)動(dòng)的柔順并聯(lián)微操作器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910049326.6
• 申請(qǐng)日: 2019-01-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109872767B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黎貴江;楊依領(lǐng);蔡健敏;李航;陳永杰;婁軍強(qiáng);洪松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波大學(xué)
• 主分類號(hào): G12B5/00
• 分類號(hào): G12B5/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 牟永林

多源驅(qū)動(dòng)的柔順并聯(lián)微操作器，它涉及一種微動(dòng)操作器，它包括工作平臺(tái)、放大機(jī)構(gòu)和底座；所述底座上固接有放大機(jī)構(gòu)，工作平臺(tái)支撐在放大機(jī)構(gòu)上；每個(gè)放大機(jī)構(gòu)單元包括支撐桿、壓電堆積驅(qū)動(dòng)器一、壓電堆積驅(qū)動(dòng)器二、導(dǎo)向放大桿一、導(dǎo)向放大桿二、導(dǎo)向放大桿三和支撐架；導(dǎo)向放大桿一與支撐桿通過(guò)單軸圓形截面雙切口柔性鉸鏈連接，導(dǎo)向放大桿一與導(dǎo)向放大桿二通過(guò)單軸圓形截面雙切口柔性鉸鏈連接，支撐盤(pán)上固接有能驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向放大桿一運(yùn)動(dòng)的壓電堆積驅(qū)動(dòng)器一，支撐桿與支桿之間的支撐架上固接有能驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向放大桿二運(yùn)動(dòng)的壓電堆積驅(qū)動(dòng)器二，球形鉸鏈與工作平臺(tái)可拆卸連接，支撐架與底座可拆卸連接。本發(fā)明操作方便，提高了工作平臺(tái)的位移。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微動(dòng)操作器，具體涉及一種多源驅(qū)動(dòng)的柔順并聯(lián)微操作器。

背景技術(shù)

多元驅(qū)動(dòng)的柔順并聯(lián)微操作器集機(jī)械結(jié)構(gòu)分析、控制等多學(xué)科交叉技術(shù)于一身，有廣闊的發(fā)展前景。

在目前在許多機(jī)械設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，剛性結(jié)構(gòu)是必要的，但是為了獲得如延長(zhǎng)構(gòu)件壽命和減少裝配等優(yōu)點(diǎn)，許多設(shè)備設(shè)計(jì)得既柔又剛，因此，采用柔順關(guān)節(jié)是機(jī)械設(shè)計(jì)中利用柔性獲得某些優(yōu)越性的一種途徑。在另一方面，并聯(lián)機(jī)構(gòu)因其擁有多支機(jī)構(gòu)和固定驅(qū)動(dòng)而在高剛度、高精度或者大載荷而無(wú)須很大工作空間的領(lǐng)域內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。

隨著柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)在微電子學(xué)、微型機(jī)械和超精密加工領(lǐng)域有著越來(lái)越重要的應(yīng)用，柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)精密定位和微位移的關(guān)鍵技術(shù)之一，高性能的柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)能夠提供精確的定位和精細(xì)的運(yùn)動(dòng)，精密定位技術(shù)已引起世界上許多國(guó)家的重視。

目前壓電材料具有響應(yīng)速度快、輸出力強(qiáng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，在許多領(lǐng)域進(jìn)行了廣泛應(yīng)用。但傳統(tǒng)的單壓電疊作動(dòng)器的輸出位移較小，需要結(jié)合放大機(jī)構(gòu)，才能更好地應(yīng)用于實(shí)際。目前，商業(yè)上常用的微動(dòng)平臺(tái)只采用一級(jí)或二級(jí)放大機(jī)構(gòu)，位移放大比較小。目前，由壓電驅(qū)動(dòng)的多元驅(qū)動(dòng)柔順平臺(tái)大多僅有三個(gè)自由度，在空間內(nèi)進(jìn)行工作時(shí)有較大局限。因此，設(shè)計(jì)具有更高位移、更多自由度的微操作器對(duì)于實(shí)際應(yīng)用具有較大的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種多源驅(qū)動(dòng)的柔順并聯(lián)微操作器，該操作器由壓電堆積驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)放大機(jī)構(gòu)，使得多元驅(qū)動(dòng)的柔順并聯(lián)微操作器具有更大的放大倍數(shù)，提高微動(dòng)平臺(tái)的工作位移；同時(shí)，使用球形鉸鏈連接微動(dòng)平臺(tái)，能靈活的承受來(lái)自各異面的壓力。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

多源驅(qū)動(dòng)的柔順并聯(lián)微操作器包括工作平臺(tái)、放大機(jī)構(gòu)和底座；

所述底座上固接有放大機(jī)構(gòu)，工作平臺(tái)支撐在放大機(jī)構(gòu)上；

所述放大機(jī)構(gòu)包括支撐盤(pán)和沿支撐盤(pán)周向均布的結(jié)構(gòu)相同的N個(gè)放大機(jī)構(gòu)單元；其中N≥4，N為偶數(shù)；

每個(gè)放大機(jī)構(gòu)單元包括支撐桿、壓電堆積驅(qū)動(dòng)器一、壓電堆積驅(qū)動(dòng)器二、導(dǎo)向放大桿一、導(dǎo)向放大桿二、導(dǎo)向放大桿三和支撐架；

支撐架一側(cè)與支撐盤(pán)連接，支撐架另一側(cè)延伸有一豎向的支桿，支撐盤(pán)與支桿之間的支撐架上固接有豎向設(shè)置支撐桿；導(dǎo)向放大桿一與支撐桿通過(guò)單軸圓形截面雙切口柔性鉸鏈連接，導(dǎo)向放大桿一與導(dǎo)向放大桿二通過(guò)單軸圓形截面雙切口柔性鉸鏈連接，導(dǎo)向放大桿二與導(dǎo)向放大桿三通過(guò)單軸圓形截面雙切口柔性鉸鏈連接，導(dǎo)向放大桿三與支桿通過(guò)單軸圓形截面雙切口柔性鉸鏈連接，支撐盤(pán)上固接有能驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向放大桿一運(yùn)動(dòng)的壓電堆積驅(qū)動(dòng)器一，支撐桿與支桿之間的支撐架上固接有能驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向放大桿二運(yùn)動(dòng)的壓電堆積驅(qū)動(dòng)器二，導(dǎo)向放大桿三端部固接有球形鉸鏈，球形鉸鏈與工作平臺(tái)可拆卸連接，支撐架與底座可拆卸連接。

進(jìn)一步地，單軸圓形截面雙切口柔性鉸鏈為直圓型雙切口柔性鉸鏈。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是：

1、本發(fā)明具有五個(gè)自由度，能實(shí)現(xiàn)z軸方向的位移輸出，分別繞x和y軸或其平行線的正反轉(zhuǎn)動(dòng)，繞x軸y軸角平分線的平行線及x軸y軸角平分線的垂線進(jìn)行正反轉(zhuǎn)動(dòng)的并聯(lián)柔性微動(dòng)平臺(tái)；