[发明专利]一种波纹型薄片对称分布的大行程高精度定位平台

说明书

技术领域

本发明涉及精密定位、精密加工技术领域，尤其涉及一种波纹型薄片对称分布的大行程高精度定位平台。

背景技术

在半导体光刻、微型机械、精密测量、超精密加工、微型装配、生物细胞操纵和纳米技术等领域，需要十分精确的定位和非常精细的运动，因此高性能的精密定位工作台成为了这些领域的技术支持。精密定位平台除了要有微纳米级的定位精度、优良的稳定性、刚度及快速响应等，还要求其有较大的运动行程。为了更好的获得这些突出性能，柔性元件常用到精密定位平台的设计中。柔性元件能够克服传统刚性铰链在平台运动过程中出现的爬行、反向间隙和磨损等缺点。

目前，常见的精密定位平台多数采用缺口型柔性铰链作为柔性元件，虽然在配合高性能的驱动器及优良的驱动方式后，其能达到亚微米甚至纳米级的定位精度，但其工作范围只有几十微米。少数微电机驱动的商用精密定位平台，虽然运动范围能达到毫米级，但精度却不够高，而且具有传统机械无法避免的缺点。针对这些问题，国内外学者都做了大量研究，也提出了不少大行程高精度的设计方案，但往往这些平台的整体尺寸偏大，加工成本偏高。

发明内容

为了获得毫米级大行程的高精度定位性能，此发明提供一种新型大行程精密定位平台。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种波纹型薄片对称分布的大行程高精度定位平台，包括由外向内相隔一定间隙依次相套设置的方框形终端平台、方框形过渡平台及支架，过渡平台两相对边外侧与终端平台之间以及支架两相对边外侧与过渡平台之间各自对称地连接有弹性装置，且连接在过渡平台与终端平台之间的弹性装置和连接在支架与过渡平台之间的弹性装置在空间上相互垂直。

进一步地，连接在过渡平台与终端平台之间的弹性装置包括相互对称地设置于过渡平台两相对边外侧的第三柔性体和第四柔性体，所述第三柔性体和第四柔性体的中部与过渡平台固定连接，所述第三柔性体和第四柔性体的两端与终端平台固定连接；连接在支架与过渡平台之间的弹性装置包括相互对称地设置于支架两相对边外侧的第一柔性体和第二柔性体，所述第一柔性体和第二柔性体的中部与支架固定连接，所述第一柔性体和第二柔性体的两端与过渡平台固定连接。

进一步地，所述三柔性体和第四柔性体包括用于连接过渡平台的中心固定板8、沿同一直线对称地连接设置于中心固定板两侧的波纹型薄片，两个波纹型薄片另一端各设有端部固定板，所述中心固定板及端部固定板上均开有螺钉沉孔；所述三第一柔性体和第二柔性体包括用于连接支架的中心固定板、沿同一直线对称地连接设置于中心固定板两侧的波纹型薄片，两个波纹型薄片另一端各设有端部固定板，所述中心固定板及端部固定板上均开有螺钉沉孔。

进一步地，所述波纹型薄片横截面呈周期性波浪形，由若干直片段和半环形段交替相连而成。

进一步地，所述终端平台、过渡平台及支架处于同一平面上。

进一步地，所述第一柔性体、第二柔性体、第三柔性体、第四柔性体的大小尺寸相一致。

进一步地，所述第一柔性体、第二柔性体、第三柔性体、第四柔性体均为一体式机构。

进一步地，所述过渡平台安装第三柔性体、第四柔性体的部位及支架1上安装第一柔性体、第二柔性体的部位均设置有向外突出的凸台。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）精密定位平台的整体尺寸在100mm×100mm以内，其将波纹型薄片用作柔性元件，能获得几毫米的二维平动输出和一维转动输出，可根据具体工作环境改变波纹型薄片的结构尺寸，得到适当的最大行程。

（2） 采用波纹型薄片对称与垂直相结合的分布结构，提高了输出的稳定性，即降低了运动时轴心的漂移。

（3）柔性体部分采用线切割机床一体化加工成型，避免了装配引入的误差。

附图说明

图1是本发明波纹型薄片对称分布的大行程高精度定位平台的立体结构示意图。

图2是本发明实施例的柔性体的结构图。

图3是波纹型薄片的主视示意图。

图1中：1.支架；2.第一柔性体；3.第二柔性体；4.过渡平台；5.第三柔性体；6.第四柔性体；7.终端平台；8-中心固定板；9-波纹型薄片；91-直片段；92-半环形段；10-端部固定板。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面用文字结合附图对本发明作进一步地描述，但是本发明要求保护的范围并不局限于实施方式表示的范围。