[實(shí)用新型]一種可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動解耦的兩自由度柔順精密定位平臺

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201921805002.2
• 申請日: 2019-10-24
• 公開（公告）號: CN210865635U
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 甘金強(qiáng);張俊倉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）
• 主分類號: G12B5/00
• 分類號: G12B5/00
• 代理公司: 武漢知產(chǎn)時代知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42238
• 代理人: 金慧君

本實(shí)用新型公開了一種可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動解耦的兩自由度柔順精密定位平臺，包括：定平臺；第一微動平臺，其通過第一柔順機(jī)構(gòu)與所述定平臺連接，所述第一柔順機(jī)構(gòu)使所述第一微動平臺沿橫向微動；第二微動平臺，其通過第二柔順機(jī)構(gòu)與所述第一微動平臺連接，所述第二柔順機(jī)構(gòu)使所述第二微動平臺沿縱向微動。本實(shí)用新型具有對兩自由度的柔順精密定位平臺實(shí)現(xiàn)運(yùn)動解耦的有益效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及精密機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域。更具體地說，本實(shí)用新型涉及一種可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動解耦的兩自由度柔順精密定位平臺。

背景技術(shù)

柔順機(jī)構(gòu)是一種依靠自身彈性構(gòu)件的變形實(shí)現(xiàn)能量、力和運(yùn)動的傳遞的新型機(jī)構(gòu)，它與傳統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)的不同之處在于，傳統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)在運(yùn)動時要極力避免構(gòu)件變形帶來的不利影響，而柔順機(jī)構(gòu)則充分利用彈性變形，并通過對變形特性的研究和控制建模來實(shí)現(xiàn)高精度的運(yùn)動。柔順機(jī)構(gòu)的出現(xiàn)和發(fā)展，突破了機(jī)械科學(xué)的發(fā)展壁壘，為機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了新的研究方向，是未來機(jī)械學(xué)科研究的熱點(diǎn)。

柔順機(jī)構(gòu)采用一體成型，拋棄了傳統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)中的運(yùn)動副，能夠簡化加工和安裝，同時有利于消除構(gòu)件間摩擦和磨損的問題，減少機(jī)構(gòu)的保養(yǎng)和維護(hù)，能夠延長機(jī)構(gòu)使用壽命，提高機(jī)構(gòu)的運(yùn)動精度和使用性能。柔順機(jī)構(gòu)的優(yōu)勢引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注與研究，其研究成果在諸多行業(yè)和領(lǐng)域內(nèi)得到應(yīng)用，特別是隨著納米技術(shù)的迅猛發(fā)展和壓電陶瓷的大范圍應(yīng)用，基于柔順機(jī)構(gòu)和壓電陶瓷的納米級精密定位技術(shù)憑借其高精度、穩(wěn)定性和快速的響應(yīng)成為機(jī)械領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

近年來，國內(nèi)外學(xué)者對基于柔順機(jī)構(gòu)的精密定位平臺進(jìn)行了一系列設(shè)計(jì)和研究，從一自由度到多自由度，從平面柔順定位平臺到空間柔順定位平臺，但是，柔順機(jī)構(gòu)容易產(chǎn)生寄生運(yùn)動，由此帶來的運(yùn)動的耦合給柔順定位平臺的建模控制和運(yùn)動精度帶來了干擾，而現(xiàn)有以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動解耦為目標(biāo)的柔順定位平臺設(shè)計(jì)往往存在解耦不徹底的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)用新型還有一個目的是提供一種可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動解耦的兩自由度柔順精密定位平臺，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動解耦的兩自由度柔順精密定位。

為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本實(shí)用新型的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動解耦的兩自由度柔順精密定位平臺，包括：

定平臺；

第一微動平臺，其通過第一柔順機(jī)構(gòu)與所述定平臺連接，所述第一柔順機(jī)構(gòu)使所述第一微動平臺沿橫向微動；

第二微動平臺，其通過第二柔順機(jī)構(gòu)與所述第一微動平臺連接，所述第二柔順機(jī)構(gòu)使所述第二微動平臺沿縱向微動。

優(yōu)選的是，所述定平臺呈圓環(huán)形。

優(yōu)選的是，所述第一微動平臺呈圓環(huán)形，所述第一微動平臺的外徑小于所述定平臺的內(nèi)徑。

優(yōu)選的是，所述第二微動平臺呈圓形，所述第二微動平臺的直徑小于所述第一微動平臺的內(nèi)徑。

優(yōu)選的是，所述定平臺、所述第一微動平臺、所述第二微動平臺呈嵌套式結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的是，所述第一柔順機(jī)構(gòu)包括沿縱向?qū)ΨQ設(shè)置的一對第一柔順組件，所述第一柔順組件連接所述定平臺和所述第一微動平臺。

優(yōu)選的是，所述第一柔順組件包括第一壓電陶瓷驅(qū)動器、第一柔順?biāo)臈U機(jī)構(gòu)、第一柔順平行導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，所述第一壓電陶瓷驅(qū)動器固定在所述定平臺上，所述第一壓電陶瓷驅(qū)動器沿橫向伸縮，驅(qū)動所述第一柔順?biāo)臈U機(jī)構(gòu)發(fā)生橫向變形，所述第一柔順平行導(dǎo)向機(jī)構(gòu)產(chǎn)生縱向的變形，以彌補(bǔ)所述第一柔順?biāo)臈U機(jī)構(gòu)發(fā)生橫向變形引起的縱向縮短。

優(yōu)選的是，所述第二柔順機(jī)構(gòu)包括沿橫向?qū)ΨQ設(shè)置的一對第二柔順組件，所述第二柔順組件連接所述第一微動平臺和所述第二微動平臺。