[实用新型]一种大行程三自由度直线式快速刀具伺服装置

权利要求书

1.一种大行程三自由度直线式快速刀具伺服装置，其特征在于：左支板(3a)、右支板(3b)、后支板(2b)分别与基座(1)、上盖板(4)固定连接；后侧板(2a)与底座(1)固定连接；上侧板(5a1)、(5a2)分别与上盖板(4)、上支板(5b)固定连接；主柔性铰链(6)与基座(1)、上盖板(4)固定连接，其中主柔性铰链(6)包括Y向外铰链组(6a1)、Y向内铰链组(6a2)、Y向八组导向臂(6a3)、Y向运动支撑臂(6a4)、Z向外铰链组(6b1)、Z向内铰链组(6b2)、Z向八组导向臂(6b3)、Z向运动支撑臂(6b4)、X向外铰链组(6c1)、X向内铰链组(6c2)、X向八组导向臂(6c3)、X向导向平台(6c4)和主柔性铰链基体(6d)；X向音圈电机(8)的定子部分与后侧板(2a)固定连接，X向音圈电机(8)的动子部分与X向解耦装置(7)固定连接，其中X向解耦装置(7)包括四个柔性臂(7b1、7b2、7b3、7b4)、两组柔性铰链组(7a1、7a2)，后运动导向臂(7d)，X向解耦臂前端(7c)，X向解耦装置(7)固定在后支板(2b)上通过X向解耦臂与主柔性铰链(6)固定连接；Y向音圈电机(10)的定子部分与左支板(3a)固定连接，Y向音圈电机(10)的动子部分与主柔性铰链(6)固定连接；Z向音圈电机(11)的定子部分与上支板(5b)固定连接，Z向音圈电机(11)的动子部分与Z向解耦装置(12)固定连接，其中Z向解耦装置包括四个柔性臂(12b1、12b2、12b3、12b4)、柔性铰链组(12a)、Z向解耦臂前端(12c)、后运动导向臂(12d)，Z向解耦装置(12)固定在上盖板(4)上通过Z向解耦臂与主柔性铰链(6)固定连接；金刚石刀具(9)固定在主柔性铰链(6)的导向平台上。 

2.根据权利要求1所述的一种大行程三自由度直线式快速刀具伺服装置，其特征在于：所述的三自由度主柔性铰链(6)是一个结构高度对称的整体结构，X向导向机构、Y向导向机构、Z向导向机构构成一个串联系统，X向导向机构和Z向导向机构嵌套在Y向导向机构运动平台上，X向导向机构嵌套在Z向导向机构运动平台上；Y方向部分由外铰链组(6a1)与主柔性铰链机体(6d)进行铰接，Y向八组导向臂(6a3)分别与外铰链组(6a1)和内铰链组(6a2)进行铰接，Y向两个运动支撑臂(6a4)分别与内柔性铰链组(6a2)进行铰接；Z方向部分由外铰链组(6b1)与Y方向运动支撑臂(6a4)进行铰接，Z向八组导向臂(6b3)分别与外铰链组(6b1)和内铰链组(6b2)进行铰接，Z向两个运动支撑臂(6b4)分别与内柔性铰链组(6b2)进行铰接；X方向部分由外铰链(6c1)组与Z方向运动支撑臂(6b4)进行铰接，X向八组导向臂(6c3)分别与外铰链组(6c1)和内铰链组(6c2)进行铰接，X向导向平台(6c4)与内柔性铰链组(6c2)进行铰接。 

3.根据权利要求1所述的一种大行程三自由度直线式快速刀具伺服装置，其特征在于：所述的X向解耦装置(7)可对来自Y向、Z向导向机构产生的耦合运动进行高精度解耦，X向解耦装置的四个柔性臂(7b1、7b2、7b3、7b4)分别与所述的后支板(2b)固定连接，X向解耦装置(7)的前解耦臂由两组柔性铰链组(7a1、7a2)垂直分布构成，X向解耦器通过解耦臂前端(7c)与所述的主柔性铰链装置(6)的X向导向平台(6c4)固定连接，后运动导向臂(7d)与所述的X向音圈电机(8)动子部分固定连接。 

4.根据权利要求1所述的一种大行程三自由度直线式快速刀具伺服装置，其特征在于：所述的Z向解耦装置(12)可对来自Y向导向机构产生的耦合运动进行高精度解耦，Z向解耦装置(12)的四个柔性臂(12b1、12b2、12b3、12b4)分别与所述的上盖板(4)固定连接，Z向解耦装置(12)的前解耦臂由一组直角切口型柔 性铰链组(12a)构成，Z向解耦装置通过解耦臂前端(12c)与所述的主柔性铰链装置(6)的Z向运动支撑臂(6b4)固定连接，后运动导向臂(12d)与所述的Z向音圈(11)动子部分固定连接。