[发明专利]一种组合柔铰式并联Roberts机构

说明书

本发明公开了一种组合柔铰式并联Roberts机构，该组合柔铰式并联Roberts机构由四个完全相同的组合柔铰式Robert机构对称并联布置，每个微调螺纹副驱动装置的前端紧贴于导向梁一端，后端通过一个压紧块和压紧螺钉与固定平台相连。在每个组合柔铰式Robert机构中，T型刚性连杆的底端通过直角柔性铰链与导向梁连接，T型刚性连杆的两侧通过两个长度和厚度完全相同的柔铰簧片与固定平台相连接，本发明采用具有分散柔度的柔铰簧片和具有集中柔度的直角柔性铰链作为直线导向机构的柔性铰链，机构中在远离导向梁处有8个柔度较大的柔铰簧片，靠近导向梁处有4个柔度较小的直角柔性铰链，因此该机构具有较大的离轴刚度比，这在通过低成本、低精度的驱动器驱动时保证了该机构较高的直线度和精度。

技术领域

本发明属于先进制造中的精密技术领域，具体涉及一种组合柔铰式并联Roberts机构。

背景技术

为了适应时代发展，人们研制出了各种各样的精密定位机构和微位移机构来实现亚微米甚至纳米级的平面定位。现有的柔性微动平台形式多为3-RRR型，由于微动平台的运动输入多采用压电陶瓷等直线驱动器驱动，输出具有P副特性。然而，3-RRR柔性微动平台的输入端具有R副特性，在微动场合下，P副驱动R副势必会带来一定的误差，影响传动精度。若3-RRR型更换为3-PRR型，则P副驱动P副，通过柔性直线导向机构作为驱动输入端，对输入端的偏移进行限制，则会提高定位的精度。基于此，本发明提出了一种新型的柔性直线机构——组合柔铰式并联Roberts机构。

发明内容

本发明的目的是在于提高直线机构的传动精度，提供一种高离轴刚度比、高直线度的组合柔铰式并联Roberts机构。其技术方案为：

本发明的组合柔铰式并联Roberts机构，包括：固定平台、导向梁、四个组合柔铰式Robert机构、微调螺纹副驱动装置、压紧块。其特征在于该组合柔铰式并联Roberts机构由四个完全相同的组合柔铰式Robert机构对称并联布置，每个微调螺纹副驱动装置的前端紧贴于导向梁一端，后端通过一个压紧块和压紧螺钉与固定平台相连。在每个组合柔铰式Robert机构中，T型刚性连杆的底端通过直角柔性铰链与导向梁连接，T型刚性连杆的两侧通过两个长度和厚度完全相同的柔铰簧片与固定平台相连接。通过驱动装置的调节螺栓可以调节驱动装置和导向梁之间的间隙和作用力，从而实现该组合柔铰式并联Roberts机构在直线方向上的高精度微动。

本发明采用具有分散柔度的柔铰簧片和具有集中柔度的直角柔性铰链作为直线导向机构的柔性铰链，为组合柔铰式并联Roberts机构，机构中在远离导向梁处有8个柔度较大的柔铰簧片，靠近导向梁处有4个柔度较小的直角柔性铰链，因此该机构具有较大的离轴刚度比，这在通过低成本、低精度的驱动器驱动时保证了该机构较高的直线度和高精度。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

本发明在远离导向梁处有8个柔度较大的柔铰簧片，靠近导向梁处有4个柔度较小的直角柔性铰链，因此该机构具有较大的离轴刚度比，保证了较高的直线度和精度。

本发明设计的组合柔铰式并联Roberts机构，由于具有较高的离轴刚度比，因此可以通过低成本、低精度的驱动器驱动，这有利于降低3-PRR型微动平台的制造成本。

附图说明

图1是本发明的组合柔铰式并联Roberts机构的结构示意图。

图2是本发明的组合柔铰式并联Roberts机构中组合柔铰式Robert机构放大示意图。

图3是本发明的组合柔铰式并联Roberts机构中直角柔性铰链结构放大示意图。

图中：1-固定平台，2-导向梁，3-微调螺纹副驱动装置，4-压紧块，5-压紧螺钉，6-组合柔铰式Robert机构，7-T型刚性连杆，8-柔铰簧片，9-直角柔性铰链，10-柔铰簧片。

具体实施方式