[發明專利]基于柔性鉸鏈機構的并聯兩自由度微位移手動調節平臺

在審

• 申請號: 202011284289.6
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112610810A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 石錦洋;須穎;王輝春;安冬;劉浩
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: F16M11/04
• 分類號: F16M11/04;F16M11/18;F16C11/12
• 代理公司: 廣州市時代知識產權代理事務所(普通合伙) 44438
• 代理人: 陳旭燕

本發明涉及納米位移和定位技術領域，具體公開了基于柔性鉸鏈機構的并聯兩自由度微位移手動調節平臺，包括兩個分別沿X軸和Y軸設置的驅動系統、運動平臺、并聯鉸鏈機構和固定平臺；固定平臺通過并聯鉸鏈機構與運動平臺相連；驅動系統包括運動機構和施力機構，運動機構包括杠桿、推桿、第一連接鉸鏈、第二連接鉸鏈、第三連接鉸鏈，施力機構包括頂絲螺紋副、預緊彈簧；固定平臺通過第一連接鉸鏈與杠桿相連，所述頂絲螺紋副包括螺釘和帶螺紋孔的固定部，杠桿一端夾設于頂絲螺紋副的螺釘和預緊彈簧之間，頂絲螺紋副的固定部和預緊彈簧一端均固定設置于固定平臺上，杠桿另一端通過第二連接鉸鏈與推桿相連；推桿通過第三連接鉸鏈與運動平臺相連。

技術領域

本發明納米位移和定位技術領域，具體公開了基于柔性鉸鏈機構的并聯兩自由度微位移手動調節平臺。

背景技術

隨著原子能、航天技術、微電子學、及生物工程等新興科學技術的發展，超精檢測設備、精密光學系統、航天航空等對精密運動定位技術提出了越來越高的要求。先進的半導體芯片制造技術和大規模存儲器（硬盤）制造技術的發展更是將納米位移和定位技術不斷推上新的極限。然而精密系統在研發過程中由于受到零件加工質量、實驗環境等因素的影響，不可避免會存在安裝定位偏心誤差，對于高精度的運動定位系統來說，安裝偏心誤差不能忽視，因此需要設計一種方便且適用于精密系統高精度微位移調節的手動調節平臺，手動調整定位誤差完成精準定位。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了基于柔性鉸鏈機構的并聯兩自由度微位移手動調節平臺。

本發明采用如下方案實現：基于柔性鉸鏈機構的并聯兩自由度微位移手動調節平臺，包括兩個分別沿X軸和Y軸設置的驅動系統、運動平臺、并聯鉸鏈和固定平臺；

所述固定平臺通過并聯鉸鏈與所述運動平臺相連；

驅動系統包括運動機構和施力機構，運動機構包括杠桿、推桿、第一連接鉸鏈、第二連接鉸鏈、第三連接鉸鏈，施力機構包括頂絲螺紋副、預緊彈簧，每一所述驅動系統的施力機構軸線與推桿軸線平行設置，兩個驅動系統的推桿分別沿X軸和Y軸設置，兩個驅動系統的施力機構分別沿X軸和Y軸設置；所述固定平臺通過第一連接鉸鏈與杠桿相連，所述頂絲螺紋副包括螺釘和設有螺紋孔的固定部，杠桿一端夾設于頂絲螺紋副的螺釘和預緊彈簧之間，所述頂絲螺紋副的固定部和所述預緊彈簧一端均固定設置于固定平臺上，杠桿另一端通過第二連接鉸鏈與推桿相連；所述推桿通過第三連接鉸鏈與運動平臺相連。

當旋轉頂絲螺紋副的螺釘時，作用力通過杠桿和推桿傳遞至運動平臺，驅動運動平臺沿軸向正方向運動，此時預緊彈簧被杠桿所壓縮；當反向旋轉頂絲螺紋副的螺釘時，壓縮的預緊彈簧對杠桿提供恢復力，驅動運動平臺沿軸向反方向運動。設計了沿X軸設置的和沿Y軸設置的施力機構，采用頂絲螺紋副從運動平臺一側提供驅動力，能夠實現運動平臺沿著X軸和Y軸的微位移調節，節省了調節平臺的安裝空間，便于調節。

進一步地，所述杠桿包括長臂和短臂，長臂沿X軸或Y軸方向延伸，長臂遠離施力機構的一端面連接有短臂，長臂遠離施力機構的一端的側面通過第一連接鉸鏈與固定平臺相連，短臂通過推桿與運動平臺相連，第二連接鉸鏈設置于長臂與短臂連接的端面遠離施力機構的一側。當頂絲螺紋副的螺釘對長臂施加作用力時，預緊彈簧被壓縮，同時短臂移動對推桿施加沿推桿軸向的作用力，實現運動平臺沿X軸的微小位移運動。

進一步地，頂絲螺紋副的固定部為螺母或矩形塊體。通過固定安裝在固定平臺上的固定部支撐螺釘。

進一步地，第一連接鉸鏈的中心線與頂絲螺紋副的中心線在XY平面上的投影平行設置；第二連接鉸鏈的中心線與所述運動平臺沿軸向的中心線在XY平面上的投影共線；第三連接鉸鏈的中心線與所述運動平臺沿軸向的中心線在XY平面上的投影共線。

進一步地，所述推桿受到垂直于推桿軸向的力作用時，所述連接鉸鏈沿鉸鏈較短方向發生形變，所述推桿受到沿推桿軸向的力時，所述連接鉸鏈沿鉸鏈較長方向進行力的傳遞，實現所述連接鉸鏈對非軸線方向的運動解耦。