[發明專利]一種五自由度微動平臺

在審

• 申請號: 202010258477.5
• 申請日: 2020-04-03
• 公開（公告）號: CN111421522A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 趙景山;魏松濤;紀俊杰;徐勝金
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/02
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 張雪

本發明涉及機械定位裝置領域，尤其涉及一種五自由度微動平臺，包括微動平臺和與微動平臺固定的滑軌機構；微動平臺包括轉動平臺、設置在轉動平臺下部的三個以上鉸接機構、與每個鉸接機構下端固定的高精度直線電機、固定在轉動平臺上部中心的球形鉸鏈、固定在高精度直線電機底部的底座、設置在底座上部與鉸接機構之間的電機外殼；底座底部與滑軌機構固定連接；球形鉸鏈通過支撐桿與電機外殼頂部固定；滑軌機構包括垂直于水平面的第三直線導軌、水平設置在第三直線導軌底部的第二直線導軌及水平設置在第二直線導軌底部且與第二直線導軌垂直的第一直線導軌本發明提供一種進行大工作空間的運動，精度高、原理簡單、操作簡便的微動平臺。

技術領域

本發明涉及機械定位裝置領域，尤其涉及一種五自由度微動平臺。

背景技術

近年來，各類研究領域的研究對象不斷朝著尺度更小的趨勢發展，由柔順機構和智能驅動器構成的微動平臺廣泛應用于微操作和微裝配領域。通常，微動平臺被用于微納尺度的定位控制和多維方向上的姿態調整。

許多領域中都需要通過微動平臺來實現一般性機械平臺難以實現的更加精細的運動。比如高精度測量、精密儀器的加工、光刻機等等。微米尺度精確運動的實現對高精密制造領域中，高精度微納米零件的發展與運用起到巨大的推動作用。

目前，有各種不同驅動類型的微動平臺。如音圈電機式、壓點式和電磁式等。但是這些類別的微動平臺均結構復雜，涉及電子電路部分對精度要求較高，不適合實際應用。同時，由于原理上的限制，這些微動平臺的可轉動角度都較小，不能實現稍大角度的轉動。

近年來隨著直線電機技術的發展，結合高精度直線電機的技術，提供一種精度高、原理簡單、操作簡便的微動平臺是本領域亟待解決的問題。

另一方面，許多亟待解決的工業問題中，定位平臺往往需要同時滿足大工作空間和高精度的需要。因此，提供一種同時滿足大工作空間運動和高精度定位的定位平臺是目前定位平臺領域亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種五自由度微動平臺，以解決上述問題，制作一種進行大工作空間的運動，精度高、原理簡單、操作簡便的微動平臺。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種五自由度微動平臺，包括微動平臺和與所述微動平臺固定的滑軌機構；

所述微動平臺包括轉動平臺、設置在所述轉動平臺下部的三個以上鉸接機構、與每個所述鉸接機構下端固定的高精度直線電機、固定在所述轉動平臺上部中心的球形鉸鏈、固定在所述高精度直線電機底部的底座、設置在所述底座上部與所述鉸接機構之間的電機外殼；所述底座底部與所述滑軌機構固定連接；

所述球形鉸鏈通過支撐桿與電機外殼頂部固定；

所述滑軌機構包括垂直于水平面的第三直線導軌、水平設置在所述第三直線導軌底部的第二直線導軌及水平設置在所述第二直線導軌底部且與所述第二直線導軌垂直的第一直線導軌；

所述底座固定在所述第三直線導軌的滑塊上；

所述第三導軌固定在所述第二直線導軌的滑塊上；

所述第二直線導軌固定在所述第一直線導軌的滑塊上。

優選的，所述鉸接機構為柔性鉸鏈，所述柔性鉸鏈為雙圓錐形。

優選的，所述柔性鉸鏈為彈簧鋼索或柔性高分子材料。

優選的，所述轉動平臺與所述鉸接機構通過螺釘連接，所述轉動平臺與所述球形鉸鏈通過第二螺釘連接。

優選的，所述底座與所述高精度直線電機通過螺釘連接，所述電機外殼與所述支撐桿通過螺釘連接。