[发明专利]一种全柔性微位移放大机构

说明书

技术领域

本发明涉及改成柔性微纳领域，特别是一种全柔性微位移放大机构。

背景技术

柔性机构是一类利用材料的弹性变形传递或转换运动、力或能量的新型机构。在仿生机械及机器人等领域，柔性机构也发挥着越来越重要的作用，该类机构通常又被称为柔性仿生机构。

现有柔性位移放大机构往往结构不够紧凑，行程与整体刚性相互制约，不能满足高精密高速加工装备、柔性机器人等领域的需求；而在行程与整体刚性方面有明显提高的，却容易产生难以消除的耦合误差，使精度下降。

本专利针对放大倍数大，整体刚性高的全柔性微位移放大机构的需求，创新性提出基于二级杠杆放大原理设计一种放大倍数大且整体刚性大、结构紧凑的柔性机械位移放大器。研究成果在超精密加工设备、柔性机器人、仿生机械等领域具有重要的理论与实践意义。

发明内容

针对上述缺陷，本发明针对高精密高速加工、柔性机器人、仿生机械等领域的需要，设计一种全柔性微位移放大机构，采用二级杠杆对称式放大，其结构更紧凑，整体刚性和位移放大倍数更大，并基本消除耦合误差，更加适应现实中的需求。满足实际中高速高精密运动的目的。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种全柔性微位移放大机构，包括基座台、放大机构、输出端和压电陶瓷；

所述放大机构安装于所述基座台，所述输出端安装于所述放大机构的输出部位，所述压电陶瓷安装于所述基座台，所述压电陶瓷的驱动端对准于放大机构的输入端；

所述基座台包括底板、左立柱和右立柱，所述左立柱和右立柱分别固定设置于所述底板上表面的左边和右边。

其中，所述放大机构包括一级放大机构和二级放大机构，所述放大机构为对称式放大机构；

所述一级放大机构包括左边第一杠杆和右边第一杠杆，所述左边第一杠杆和右边第一杠杆之间设有空位；所述左边第一杠杆的右侧底面通过第二铰链铰接于所述底板，所述右边第一杠杆的左侧底面通过第二铰链铰接于所述底板；

所述一级放大机构还包括左侧第一位移传导杆和右侧第一位移传导杆，所述左侧第一位移传导杆下端通过铰链铰接于所述左边第一杠杆的上表面右边，所述右侧第一位移传导杆下端通过铰链铰接于所述右边第一杠杆的上表面左边；

所述一级放大机构还包括输入平台，所述输入平台呈长方体状，所述左侧第一位移传导杆和右侧第一位移传导杆的上端分别通过铰链铰接于所述输入平台底面的左边和右边；

所述底板设有所述压电陶瓷，所述压电陶瓷端部抵紧于所述输入平台下表面。

较佳地，所述二级放大机构包括左侧第二位移传导杆和右侧第二位移传导杆；

所述左侧第二位移传导杆下端通过铰链铰接于所述左边第一杠杆上表面左边，所述右侧第二位移传导杆的下端通过铰链铰接于所述右边第一杠杆上表面右边；

所述二级放大机构还包括左边第二杠杆和右边第二杠杆，所述左边第二杠杆和右边杠杆均呈水平状设置；所述左边第二杠杆的左端面通过第二铰链铰接于所述左立柱，所述左侧第二位移传导杆的上端通过第二铰链铰接于所述左边第二杠杆底面的左边；所述右边第二杠杆的右端面通过铰链铰接于所述右立柱，所述右侧第二位移传导杆的上端通过铰链铰接于所述右边第二杠杆的右边；

所述左边第二杠杆的上表面的右边设有输出端支链，所述右边第二杠杆的上表面左边设有输出端支链，所述输出端的底面左边和右边分别铰接于左边和右边的输出端支链。

较佳地，，所述铰链为圆弧形柔性铰链，所述第二铰链为倒圆角直梁型铰链。

进一步地，所述输入平台下表面中心为梯形凸块。

较佳地，所述左边第二杠杆上面设有加厚层，所述加厚层由所述左边第二杠杆上表面左起向右呈由高到低逐渐过渡；所述右边第二杠杆上面设有加厚层，所述加厚层由所述右边第二杠杆上表面右起向左呈由高到低逐渐过渡。

较佳地，所述输出端支链为呈倾斜状设置，两个所述输出端支链的设置方式呈开口的喇叭状，所述输出端支链为柔性铰链。

放大机构设置于基座台，使结构模块化，而基座台设置成U字形结构，使放大机构有充分的支撑结构，从而能够给放大机构足够的支点，即可使放大机构在设置杠杆时能够有左侧、右侧和底面作为支撑点，能尽可能的设置放大结构；一级放大机构和二级放大机构放大了压电陶瓷的位移量，装置采用了对称式放大结构，其结构更紧凑，整体刚性更大，并基本消除耦合误差，更加适应现实中的需求。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的整体结构示意图；