[實(shí)用新型]一種三自由度宏微運(yùn)動并聯(lián)結(jié)構(gòu)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201921421406.1
• 申請日: 2019-08-29
• 公開（公告）號: CN211103963U
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張憲民;姚錫森;邱志成
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/16;B25J13/00
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 王東東

本實(shí)用新型公開了一種三自由度宏微運(yùn)動并聯(lián)結(jié)構(gòu)裝置，包括機(jī)械本體部分、檢測部分及控制部分；機(jī)械本體部分包括氣浮平臺、平臺靜基座、微動平臺、驅(qū)動微動平臺宏動運(yùn)動的宏動支鏈、驅(qū)動微動平臺精密微運(yùn)動的微動支鏈，檢測部分包括光柵位移傳感器、光譜共焦式位移傳感器及短量程激光測距傳感器，控制部分包括音圈電機(jī)伺服放大器、直線精密單元伺服放大器、運(yùn)動控制卡、數(shù)據(jù)采集卡及計(jì)算機(jī)。本實(shí)用新型音圈直線電機(jī)的宏動運(yùn)動保證軌跡跟蹤和運(yùn)動范圍，直線精密驅(qū)動單元驅(qū)動的微動運(yùn)動實(shí)現(xiàn)高精度定位控制，宏動和微動集成解決大行程與高精度的矛盾，在較大工作空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高精度定位控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及精密定位領(lǐng)域，具體涉及一種三自由度宏微運(yùn)動并聯(lián)結(jié)構(gòu)裝置。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，精密制造、精密測量及精密定位技術(shù)在科研前沿和工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)越來越重要的地位。在IC制造中需要更高速、更高精度加工及高速掃描檢測的大行程精密定位平臺。在生物醫(yī)療領(lǐng)域，對生物細(xì)胞的搬運(yùn)與轉(zhuǎn)移的操作行程比注射、切割、融合等等一系列的微操作都需要微型化的精密定位平臺。串聯(lián)機(jī)構(gòu)精度低、累積誤差大、剛度低，不滿足高精密操作的要求。為達(dá)到高精度的定位要求，提出了并聯(lián)機(jī)構(gòu)的概念。并聯(lián)方式驅(qū)動具有高剛度、高負(fù)載以及快速響應(yīng)等特點(diǎn)。

為解決大行程高精度的這一個(gè)矛盾，急需一種具有毫米級行程、納米級定位精度的平臺，并聯(lián)結(jié)構(gòu)的宏微結(jié)合驅(qū)動平臺是研究者得出的一種可行方案，但該方案需要保證宏動平臺的運(yùn)動分辨率在微動平臺定位精度的范圍內(nèi)，這對宏動平臺的各項(xiàng)性能提出了更高的要求。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)與不足，本實(shí)用新型提供一種三自由度宏微運(yùn)動并聯(lián)結(jié)構(gòu)裝置。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種三自由度宏微運(yùn)動并聯(lián)結(jié)構(gòu)裝置，包括機(jī)械本體部分、檢測部分及控制部分；

所述機(jī)械本體部分包括氣浮平臺，平臺靜基座、微動平臺、驅(qū)動微動平臺宏動的宏動支鏈及驅(qū)動微動平臺精密微運(yùn)動的微動支鏈；

所述宏動支鏈由三個(gè)相同規(guī)格的音圈直線電機(jī)構(gòu)成，三個(gè)音圈直線電機(jī)在平臺靜基座上呈圓周排列，互成120度；

所述微動支鏈包括微動傳動軸；所述微動傳動軸一端與微動平臺連接，其另一端與音圈直線電機(jī)連接；

所述檢測部分包括設(shè)置在宏動支鏈的光柵位移傳感器、設(shè)置在微動支鏈的光譜共焦式位移傳感器及設(shè)置在平臺靜基座的短量程激光測距傳感器；

所述控制部分分別與檢測部分、宏動支鏈及微動支鏈連接。

所述控制部分包括數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)、運(yùn)動控制卡、音圈電機(jī)伺服放大器及直線精密單元伺服放大器；

光柵位移傳感器、光譜共焦式位移傳感器及短量程激光測距傳感器采集信號輸入數(shù)據(jù)采集卡，所述數(shù)據(jù)采集卡與計(jì)算機(jī)連接，計(jì)算機(jī)與運(yùn)動控制卡相互連接，運(yùn)動控制卡輸出控制信號到音圈電機(jī)伺服放大器及直線精密單元伺服放大器，進(jìn)一步驅(qū)動宏動支鏈及微動支鏈運(yùn)動。

所述微動傳動軸包括微動傳動軸基體、柔性鉸鏈及微動傳動軸移動塊，所述微動傳動軸基體通過柔性鉸鏈與微動傳動軸移動塊連接，所述微動傳動軸基體的一端通過固定軸與音圈直線電機(jī)連接，將音圈直線電機(jī)的運(yùn)動傳遞至微動傳動軸，所述微動傳動軸移動塊通過階梯軸與微動平臺連接。

所述音圈直線電機(jī)包括導(dǎo)軌、音圈直線電機(jī)滑塊、音圈直線電機(jī)推板、音圈直線電機(jī)線圈、音圈直線電機(jī)套筒、音圈直線電機(jī)支板及音圈直線電機(jī)底板，音圈直線電機(jī)底板固定于平臺靜基座上，音圈直線電機(jī)滑塊在音圈直線電機(jī)推板和音圈直線電機(jī)線圈的推動下在導(dǎo)軌上相對音圈直線電機(jī)底板的移動，音圈直線電機(jī)滑塊與固定軸連接。