一種多構(gòu)型精密定位平臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種定位平臺(tái)，具體是一種多構(gòu)型精密定位平臺(tái)，屬于微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著精密定位平臺(tái)在醫(yī)療、生物工程及精密制造等領(lǐng)域的研究及應(yīng)用不斷深入，對(duì)精密定位平臺(tái)的需求越來(lái)越廣泛，并且向著高精度及高靈活性的方向發(fā)展，柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)已被應(yīng)用于精密定位平臺(tái)中，其同時(shí)具有并聯(lián)機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)如高剛度、靈巧性，以及柔順機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)如無(wú)間隙、無(wú)摩擦、無(wú)需潤(rùn)滑、無(wú)沖擊等。
[0003]精密定位平臺(tái)通常采用精密驅(qū)動(dòng)器，但是精密驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)行程非常有限，不足以滿足實(shí)際需求，因此需要位移放大機(jī)構(gòu)與精密驅(qū)動(dòng)器配合使用；精密定位平臺(tái)要實(shí)現(xiàn)空間運(yùn)動(dòng)，必須包含多軸柔性鉸鏈或由單軸柔性鉸鏈組合而成的復(fù)合軸柔性鉸鏈。
[0004]現(xiàn)有的精密定位平臺(tái)已有很多，但多數(shù)只能實(shí)現(xiàn)平面運(yùn)動(dòng)。隨著空間需求增多，已有一些可實(shí)現(xiàn)空間運(yùn)動(dòng)的平臺(tái)被提出，但在結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)解耦上存在矛盾:
一方面，簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)在實(shí)現(xiàn)空間運(yùn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)各支鏈之間存在耦合運(yùn)動(dòng)，增加分析及控制的困難，降低定位精度；
另一方面，為了降低耦合影響而采用復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，增加了加工制造困難。
[0005]另外，為了保證精密定位平臺(tái)的各項(xiàng)性能均衡，在不同應(yīng)用場(chǎng)合要求下，往往需要多種構(gòu)型的定位平臺(tái)才能滿足要求，而現(xiàn)有的定位平臺(tái)構(gòu)型單一，其他通用部件的重復(fù)利用率低，且生產(chǎn)成本較高，難以滿足對(duì)精密定位平臺(tái)的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種多構(gòu)型精密定位平臺(tái)，其能夠?qū)崿F(xiàn)平臺(tái)各支鏈解耦運(yùn)動(dòng)，同時(shí)降低加工制造的難度，并且具有多種構(gòu)型的精密定位平臺(tái)，滿足不同需求、提高效率降低成本。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種多構(gòu)型精密定位平臺(tái)，它包括:
上部動(dòng)平臺(tái)、底部基座以及連接兩者三條結(jié)構(gòu)相同的柔性支鏈；
所述每條柔性支鏈均包括驅(qū)動(dòng)器、平面位移放大機(jī)構(gòu)、壓緊件、圓柱型柔性鉸鏈、壓緊件及至少兩個(gè)定位件:定位件I與定位件II ；
其中，所述平面位移放大機(jī)構(gòu)的位移輸出端、壓緊件1、壓緊件II及動(dòng)平臺(tái)上均設(shè)有與圓柱型柔性鉸鏈直徑相等的圓弧槽；
圓柱型柔性鉸鏈的一端與平面位移放大機(jī)構(gòu)的位移輸出端及壓緊件I上的圓弧槽配合并壓緊、另一端與動(dòng)平臺(tái)及壓緊件II上的圓弧槽配合并壓緊；
所述平面位移放大機(jī)構(gòu)底面設(shè)有一組螺紋孔及一組定位孔，定位件I與定位件II位于定位孔中，基座上設(shè)有多組標(biāo)準(zhǔn)的通孔及定位孔，調(diào)整平面位移放大機(jī)構(gòu)使底面螺紋孔及定位件與基座上通孔及定位孔的其中一組對(duì)齊并緊固，以改變精密定位平臺(tái)的構(gòu)型；
所述的驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)軸在平面位移放大機(jī)構(gòu)的工作平面內(nèi)并驅(qū)動(dòng)面位移放大機(jī)構(gòu)工作平面內(nèi)發(fā)生平面變形運(yùn)動(dòng)。
[0008]所述平面位移放大機(jī)構(gòu)為杠桿式平面位移放大機(jī)構(gòu)或橋式平面位移放大機(jī)構(gòu)；均設(shè)有相同的平面位移放大機(jī)構(gòu)圓弧槽、底面螺紋孔組及定位孔組。
[0009]所述的三條柔性支鏈分別與動(dòng)平臺(tái)及基座固連，并相對(duì)動(dòng)平臺(tái)的幾何中心軸成軸對(duì)稱布置。
[0010]所述基座上的多組標(biāo)準(zhǔn)的通孔及定位孔均包括安裝通孔及定位孔組1、安裝通孔及定位孔組II以及安裝通孔及定位孔組III。
[0011]所述圓柱型柔性鉸鏈設(shè)有多個(gè)，每個(gè)都具有相同直徑不同長(zhǎng)度。
[0012]所述平面位移放大機(jī)構(gòu)通過(guò)整塊板材加工而成。
所述動(dòng)平臺(tái)呈中部帶有通孔的三角形狀。
[0013]與現(xiàn)有的定位平臺(tái)相比:本發(fā)明的平面位移放大機(jī)構(gòu)只產(chǎn)生平面內(nèi)變形，非平面變形可忽略不計(jì)，通過(guò)圓柱形柔性鉸鏈將平面位移放大機(jī)構(gòu)的平面運(yùn)動(dòng)傳遞至動(dòng)平臺(tái)，三條柔性支鏈的合成運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)的三維運(yùn)動(dòng)即實(shí)現(xiàn)兩個(gè)微轉(zhuǎn)動(dòng)及一個(gè)微平動(dòng)，各柔性支鏈之間的耦合影響止于圓柱形柔性鉸鏈，起到球鉸功能，各平面位移放大機(jī)構(gòu)可單獨(dú)整塊加工而成，通過(guò)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)各支鏈解耦運(yùn)動(dòng)，同時(shí)降低了加工制造的難度，可廣泛應(yīng)用于生物工程微定位、精密裝配等領(lǐng)域；
并且本發(fā)明中的平面位移放大機(jī)構(gòu)及圓柱型柔性鉸鏈設(shè)置有多種互換方案，各方案具有相同的與其他零部件結(jié)合的接口，在不需更換定位平臺(tái)其他零部件時(shí)可方便地互相替換，從而獲得多種構(gòu)型的精密定位平臺(tái)，滿足不同需求，提高效率降低成本。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1本發(fā)明多構(gòu)型精密定位平臺(tái)實(shí)施例一；
圖2本發(fā)明實(shí)施例一的柔性支鏈結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3本發(fā)明實(shí)施例一的動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4本發(fā)明實(shí)施例一的基座結(jié)構(gòu)不意圖；
圖5杠桿式平面位移放大機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6橋式平面位移放大機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7本發(fā)明的多構(gòu)型精密定位平臺(tái)實(shí)施例二；
圖8本發(fā)明的多構(gòu)型精密定位平臺(tái)實(shí)施例三。
[0015]圖中:1、動(dòng)平臺(tái)，2、基座，3、柔性支鏈，11、動(dòng)平臺(tái)圓弧槽，21、安裝通孔及定位孔組I，22、安裝通孔及定位孔組11，23、安裝通孔及定位孔組III，31、精密驅(qū)動(dòng)器，32、平面位移放大機(jī)構(gòu)，33、壓緊件I，34、圓柱型柔性鉸鏈，35、壓緊件II，36、定位件I，37、定位件II，321、平面位移放大機(jī)構(gòu)圓弧槽，322、螺紋孔組，323、定位孔組。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0017]其中，本發(fā)明以附圖1為基準(zhǔn)，附圖1的左、右、上、下、中心為本發(fā)明的左、右、上、下、中心。應(yīng)注意到的是:除非另外具體說(shuō)明，否則本實(shí)施例中闡述的部件的相對(duì)布置、數(shù)值等不限于本發(fā)明的范圍。
[0018]本發(fā)明為一種多構(gòu)型精密定位平臺(tái)，如圖1所示，它包括:
上部動(dòng)平臺(tái)1、底部基座2以及連接兩者三條結(jié)構(gòu)相同的柔性支鏈3，三條柔性支鏈3分別與動(dòng)平臺(tái)I及基座2固連，并相對(duì)動(dòng)平臺(tái)I的幾何中心軸成軸對(duì)稱布置；
如圖2所示，所述每條柔性支鏈3均包括驅(qū)動(dòng)器31、平面位移放大機(jī)構(gòu)32、壓緊件33、圓柱型柔性鉸鏈34、壓緊件35及至少兩個(gè)定位件:定位件I 36與定位件II 37 ;
其中，所述平面位移放大機(jī)構(gòu)32的位移輸出端、壓緊件I 33、壓緊件II 35及動(dòng)平臺(tái)I上均設(shè)有與圓柱型柔性鉸鏈34直徑相等的圓弧槽，動(dòng)平臺(tái)I上的圓弧槽為動(dòng)平臺(tái)圓弧槽11，如圖3所示；
圓柱型柔性鉸鏈34的一端與平面位移放大機(jī)構(gòu)32的位移輸出端及壓緊件I 33上的圓弧槽配合并壓緊、另一端與動(dòng)平臺(tái)I及壓緊件II 35上的圓弧槽配合并壓緊；
如圖4、圖5所示，所述平面位移放大機(jī)構(gòu)32底面設(shè)有一組螺紋孔322及一組定位孔323，定位件I 36與定位件II 37位于定位孔323中，基座2上設(shè)有多組標(biāo)準(zhǔn)的通孔及定位孔，調(diào)整平面位移放大機(jī)構(gòu)32使底面螺紋孔322及定位件與基座2上通孔及定位孔的其中一組對(duì)齊并緊固，以改變精密定位平臺(tái)的構(gòu)型，即具有多種構(gòu)型的精密定位平臺(tái)；
對(duì)于三條柔性支鏈3中的任意一條柔性支鏈3，驅(qū)動(dòng)器31僅產(chǎn)生沿驅(qū)動(dòng)軸方向的位移及力驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)器31的驅(qū)動(dòng)軸在平面位移放大機(jī)構(gòu)32的工作平面內(nèi)，則在驅(qū)動(dòng)器31的驅(qū)動(dòng)下平面位移放大機(jī)構(gòu)32只在自身工作平面內(nèi)發(fā)生變形運(yùn)