專利名稱：一種具有單邊柔性鉸鏈四桿機構的一維微動平臺的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種具有單邊柔性鉸鏈四桿機構的一維微動平臺，特別是一種可用于一維的大行程精密微位移定位平臺。
背景技術：
精密微定位技術是先進制造技術領域的重要組成部分，也是21世紀的科技前沿一一納米技術中的關鍵技術之一，它的發(fā)展是其它尖端技術的基礎。常規(guī)的微位移定位系統(tǒng)往往采用伺服電機驅動和精密絲杠傳動的方案，但這種定位方式由于螺紋間隙和傳動摩擦的存在，其定位精度一般只能達到微米級。隨著微電子工業(yè)、宇航、生物工程等學科的發(fā)展，對微位移定位系統(tǒng)提出了更高精度的亞微米甚至納米級定位要求。壓電陶瓷驅動器具有體積小、出力大、精度和分辨率高以及頻響特性好等優(yōu)點，是實現高精度微位移的理想驅動器，以壓電陶瓷作為驅動器的微位移定位系統(tǒng)能夠實現亞微米和納米級定位精度，在現代航空航天、光纖對接、掃描隧道顯微鏡、機器人、細胞操作、集成電路制造、超精密加工等得到了廣泛的應用。
發(fā)明內容本實用新型的目的是針對現有技術的不足，提供一種結構對稱、運動耦合低的亞微米和納米級的具有單邊柔性鉸鏈四桿機構的一維微動平臺。本實用新型的技術方案是:一種具有單邊柔性鉸鏈四桿機構的一維微動平臺，它包括運動平臺(I)、基座
(2)、雙平行四桿機構、平移桿(3)、支撐塊(4)、驅動器(5)、調整螺釘(6)，其特征在于:運動平臺(I)通過雙平行四桿機構與基座(2)連接，又與平移桿(3)連接；平移桿(3)通過雙邊柔性鉸鏈(7)與支撐塊(4)連接；驅動器(5)兩端分別與基座(2)和支撐塊(4)貼合緊靠，并通過調整螺釘(6)調整預壓力。本實用新型采用雙平行四桿機構，設計成對稱結構，可以有效減小耦合誤差。本技術方案中，為了克服驅動器輸出位移相對較小的不足，將雙平行四桿機構的兩個連桿設計成杠桿式放大機構。為了保證兩個連桿的輸入端的位移值和受力相等，驅動器的位移輸出端通過雙邊柔性鉸鏈作用于平移桿的中點。與現有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:本發(fā)明設計的精密微位移平臺，可利用線切割在一塊整體材料上加工而成，保證了運動傳遞的無間隙、無摩擦、無需潤滑、高精度，所設計的杠桿放大機構放大了驅動器的輸出位移，增大了運動平臺的行程。所設計的對稱結構保證了運動的直線度。

[0014]圖1是本實用新型的整體示意圖。圖2是本實用新型中的雙邊柔性鉸鏈示意圖。圖3是本實用新型中的單邊柔性鉸鏈示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖及具體實施例，對本實用新型作進一步的說明:如圖所示1，一種具有單邊柔性鉸鏈四桿機構的一維微動平臺，它包括運動平臺
(I)、基座(2)、雙平行四桿機構、平移桿(3)、支撐塊(4)、驅動器(5)、調整螺釘(6)，運動平臺(I)通過雙平行四桿機構與基座(2)連接，又與平移桿(3)連接；平移桿(3)通過雙邊柔性鉸鏈(7)與支撐塊(4)連接；驅動器(5)兩端分別與基座(2)和支撐塊(4)貼合緊靠，并通過調整螺釘(6)調整預壓力。所述的雙平行四桿機構由連桿⑶、連桿(9)、連桿(10)、連桿(11)組成，且對稱于平臺運動方向X和Y方向；雙平行四桿機構通過單邊柔性鉸鏈(12)、單邊柔性鉸鏈(13)、單邊柔性鉸鏈(14)、單邊柔性鉸鏈(15)與基座(2)相連，且通過單邊柔性鉸鏈(16)、單邊柔性鉸鏈(17)、單邊柔性鉸鏈(18)、單邊柔性鉸鏈(19)與運動平臺(I)相連。所述的連桿(8)、連桿(10)分別通過單邊柔性鉸鏈(20)、單邊柔性鉸鏈(21)與平移桿(3)相連，構成杠桿放大機構，其中單邊柔性鉸鏈(12)、單邊柔性鉸鏈(14)是固定回轉端，雙邊柔性鉸鏈(20)、雙邊柔性鉸鏈(21)是位移輸入端，單邊柔性鉸鏈(16)、單邊柔性鉸鏈(17)是位移輸出端。所述的驅動器是壓電陶瓷驅動器。所述的整個平臺(I)是由一塊材料加工而成，且對稱于平臺運動方向。所述的柔性鉸鏈是直圓弧型柔性鉸鏈。所述的驅動器產生位移作用在支撐塊(4)上，并通過雙邊柔性鉸鏈(7)作用在平移桿(3)的中部，使平移桿(3)沿X方向平移，再通過平移桿(3)兩端的雙邊柔性鉸鏈(20)和(21)拉動雙平行四桿機構中的連桿(8)和連桿(10)轉動，連桿(8)通過單邊柔性鉸鏈
(16)、連桿(10)通過單邊柔性鉸鏈(17)同時推動運動平臺(I)移動。
權利要求1.一種具有單邊柔性鉸鏈四桿機構的一維微動平臺，它包括運動平臺(I)、基座(2)、雙平行四桿機構、平移桿(3)、支撐塊(4)、驅動器(5)、調整螺釘(6)，其特征在于:運動平臺(I)通過雙平行四桿機構與基座(2)連接，又與平移桿(3)連接；平移桿(3)通過雙邊柔性鉸鏈(7)與支撐塊(4)連接；驅動器(5)兩端分別與基座(2)和支撐塊(4)貼合緊靠，并通過調整螺釘(6)調整預壓力。
2.根據權利要求1所述的一種具有單邊柔性鉸鏈四桿機構的一維微動平臺，其特征在于所述的雙平行四桿機構由連桿(8)、連桿(9)、連桿(10)、連桿(11)組成，且對稱于平臺運動方向X和Y方向；雙平行四桿機構通過單邊柔性鉸鏈(12)、單邊柔性鉸鏈(13)、單邊柔性鉸鏈(14)、單邊柔性鉸鏈(15)與基座(2)相連，且通過單邊柔性鉸鏈(16)、單邊柔性鉸鏈(17)、單邊柔性鉸鏈(18)、單邊柔性鉸鏈(19)與運動平臺(I)相連。
3.根據權利要求2所述的一種具有單邊柔性鉸鏈四桿機構的一維微動平臺，其特征在于所述的連桿(8)、連桿(10)分別通過單邊柔性鉸鏈(20)、單邊柔性鉸鏈(21)與平移桿(3)相連，構成杠桿放大機構，其中單邊柔性鉸鏈(12)、單邊柔性鉸鏈(14)是固定回轉端，雙邊柔性鉸鏈(20)、雙邊柔性鉸鏈(21)是位移輸入端，單邊柔性鉸鏈(16)、單邊柔性鉸鏈(17)是位移輸出端。
4.根據權利要求1所述的一種具有單邊柔性鉸鏈四桿機構的一維微動平臺，其特征在于所述的驅動器(5)是壓電陶瓷驅動器。
5.根據權利要求1所述的一種具有單邊柔性鉸鏈四桿機構的一維微動平臺，其特征在于整個運動平臺(I)是由一塊材料加工而成，且對稱于平臺運動方向。
6.根據權利要求1所述的一種具有單邊柔性鉸鏈四桿機構的一維微動平臺，其特征在于所述的柔性鉸鏈是直圓弧型柔性鉸鏈。
專利摘要本實用新型涉及一種具有單邊柔性鉸鏈四桿機構的一維微動平臺，包括運動平臺(1)、基座(2)、雙平行四桿機構、平移桿(3)、支撐塊(4)、驅動器(5)、調整螺釘(6)，運動平臺(1)通過雙平行四桿機構與基座(2)連接，又與平移桿(3)連接；平移桿(3)通過雙邊柔性鉸鏈(7)與支撐塊(4)連接；驅動器(5)兩端分別與基座(2)和支撐塊(4)貼合緊靠，并通過調整螺釘(6)調整預壓力。本實用新型采用柔性鉸鏈，保證了運動傳遞的無間隙、無摩擦、無需潤滑、高精度，且在運動方向上采用對稱結構,提高運動平臺的直線度，且整個定位平臺是由一塊材料加工而成，并使得運動平臺和基座都在同一層次上，應用于精密微位移領域。
文檔編號G12B5/00GK203055468SQ201320033910
公開日2013年7月10日 申請日期2013年1月23日 優(yōu)先權日2013年1月23日
發(fā)明者沈劍英, 趙云 申請人:嘉興學院