[发明专利]驱动组件及柔性精密定位平台

说明书

本发明公开了一种驱动组件及柔性精密定位平台，涉及柔性精密定位平台技术领域。该驱动组件包括第一压电驱动器和柔性驱动体，柔性驱动体包括半桥式驱动部、第一柔性铰链件以及固定平台。固定平台和半桥式驱动部分别位于第一柔性铰链件的两侧且与其固定连接，第一压电驱动器与半桥式驱动部固定连接。柔性精密定位平台包括竖向驱动组件、支撑件以及驱动组件，竖向驱动组件与驱动组件相互垂直设置。该柔性精密定位平台具有5个解耦自由度，可实现沿X轴、Y轴、Z轴的平动，及绕X轴、Y轴的偏摆转动，具备高精度、大行程、高刚度等特点。

技术领域

本发明涉及柔性精密定位平台技术领域，具体而言，涉及一种驱动组件及柔性精密定位平台。

背景技术

近年来，随着微纳米领域相关技术的迅猛发展，尤其是宇航工程、精密机械工程、生物医学工程、复合轴精密跟踪等尖端领域都迫切需要高精度、高分辨率、大行程、多自由度的精密定位技术。微米/纳米级空间精密定位台可以在三维空间内提供多自由度的纳米级运动，是纳米科学领域必备的关键仪器设备。

目前，压电陶瓷驱动的微纳定位平台存在行程较小的缺陷，其应用于显微领域的压电陶瓷管的最大行程100μm左右，无法满足大范围表面测量与表征的需求，降低了其工程应用性能。

并联式结构往往存在各个方向上的输出耦合，必须通过解耦器或者控制算法来进行位移解耦。同时，现阶段的压电定位平台大多自由度较少、运动维度有限、缺少旋转摆动能力、且行程较小，其移动量及运动的能力均难以满足复杂工况的需求。

综上所述，设计一种精度高、行程大、自由度多的柔性空间精密定位平台，是本领域的技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种驱动组件，设计合理、结构简单，加工精度高，刚度强，结构紧凑，装配简单。

本发明的目的还在于提供了一种柔性精密定位平台，具有5个解耦自由度，可实现沿X轴、Y轴、Z轴的平动，及其绕X轴、Y轴的偏摆转动，具有高精度、大行程、高刚度的优点。

本发明的实施例是这样实现的：

基于上述目的，本发明的实施例提供了一种驱动组件，包括第一压电驱动器和柔性驱动体，所述柔性驱动体包括多个半桥式驱动部、多个第一柔性铰链件以及固定平台；

所述第一柔性铰链件的数量为所述半桥式驱动部的数量的二倍，两个所述第一柔性铰链件分别与一个所述半桥式驱动部的两端一一对应连接；

所述固定平台位于所述多个第一柔性铰链件的中间且与全部所述第一柔性铰链件固定连接，所述半桥式驱动部与所述第一柔性铰链件固定连接且位于与其连接的所述第一柔性铰链件的远离所述固定平台的一侧；

所述第一压电驱动器与所述半桥式驱动部数量相同且一一对应，所述第一压电驱动器通过第一预紧件与所述半桥式驱动部固定连接。

另外，根据本发明的实施例提供的驱动组件，还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的可选实施例中，所述半桥式驱动部的数量为四个，所述第一柔性铰链件的数量为八个，一个所述半桥式驱动部与两个所述第一柔性铰链件形成偏摆组；

四个所述偏摆组绕所述固定平台的中心线旋转对称。

在本发明的可选实施例中，所述第一柔性铰链件为工字型结构。

在本发明的可选实施例中，所述半桥式驱动部为U型结构且包括依次连接的第一柱、第二柱以及第三柱，所述第一柱和所述第三柱对应设置有固定孔，所述第二柱设置有连接孔；

所述第一压电驱动器位于所述第一柱与所述第三柱之间，所述第一预紧件穿过所述固定孔将所述第一压电驱动器与所述半桥式驱动部固定连接。