[发明专利]气缸式刚度切换装置及使用其的刚柔耦合运动平台和方法

权利要求书

1.一种精密运动平台，其特征在于，所述精密运动平台包括机座、固定在所述机座上的直线导轨、导轨滑块、刚柔耦合运动平台、直线驱动器；

所述刚柔耦合运动平台包括：刚性框架、核心运动平台与柔性铰链；

所述核心运动平台通过所述柔性铰链与所述刚性框架连接；

所述刚柔耦合运动平台还包括推动装置；

所述推动装置被固定于所述刚性框架上；

所述推动装置能够推动所述核心运动平台运动，以改变所述核心运动平台与所述刚性框架之间的相对位置，从而改变所述柔性铰链的刚度；

所述推动装置为气缸阻尼装置，所述气缸阻尼装置包括：气缸、活塞和气缸推杆；

所述活塞一端设置于所述气缸内，另一端与所述气缸推杆连接；

所述气缸充气时，所述活塞带动所述气缸推杆对核心运动平台施加推力，所述柔性铰链刚度增大；

所述气缸卸载气压时，所述活塞带动所述气缸推杆回收，所述柔性铰链刚度恢复低刚度状态；

所述刚柔耦合运动平台中的核心运动平台与所述直线驱动器连接，所述刚性框架通过所述导轨滑块与所述直线导轨连接。

2.根据权利要求1所述的精密运动平台，其特征在于，所述刚性框架有加工孔，所述加工孔用于放置气缸阻尼装置；

所述刚性框架上与所述气缸的配合的所述加工孔需要留有一定余量，以保证所述气缸推杆的运动。

3.根据权利要求1或2所述的精密运动平台，其特征在于，在所述刚性框架与所述核心运动平台间设置有限位装置和/或阻尼器。

4.根据权利要求1或2所述的精密运动平台，其特征在于，所述核心运动平台与所述刚性框架之间的柔性铰链为对称布置。

5.根据权利要求1或2所述的精密运动平台，其特征在于，所述柔性铰链为直梁型或切口型柔性铰链。

6.根据权利要求1或2所述的精密运动平台，其特征在于，所述精密运动平台还包括位移传感器，所述位移传感器与所述核心运动平台连接，用于测量所述核心运动平台在运动方向上的位移。

7.一种控制权利要求1-6任一项所述的精密运动平台的方法，其特征在于，所述推动装置为气缸阻尼装置，所述方法包括以下步骤：

S1.所述直线驱动器直接驱动所述核心运动平台，在所述直线驱动器开始工作时，所述气缸阻尼装置同步启动推动所述核心运动平台，使所述柔性铰链产生弹性形变，当所述弹性形变达到最大值时，所述柔性铰链刚度最大，此时所述直线驱动器推动所述核心运动平台高速运动；

S2.在所述核心运动平台运动过程中，所述气缸阻尼装置保持压力，使得在该运动过程中所述柔性铰链依旧保持最大刚度；

S3.当所述核心运动平台停止进入定位阶段时，所述气缸阻尼装置卸载压力，从而使所述柔性铰链恢复至柔性状态，利用所述柔性铰链的弹性变形进行微动补偿。