[发明专利]一种两边调节刚度的刚柔耦合平台及运动平台

说明书

本发明公开了一种两边调节刚度的刚柔耦合平台，所述刚柔耦合平台包括：刚度支撑平台、核心运动平台和连接柔性铰链组；所述刚度支撑平台通过所述连接柔性铰链组与所述核心运动平台连接；所述刚柔耦合运动平台还包括刚度调节机构；所述刚度调节机构包括调节支架、弹簧片和刚度调节件；所述调节支架将所述弹簧片保持在核心运动平台的运动方向上的所述刚度支撑平台与所述核心运动平台之间的空隙中；所述刚度调节件用于改变所述调节支架的位置以所述弹簧片的刚度。本发明能够柔性铰链的刚度，实现了采用一个平台即可适应不同工况。

技术领域

本发明涉及电机驱动技术，更具体的涉及一种两边调节刚度的刚柔耦合平台及运动平台。

背景技术

基于柔性铰链可以有效的解决摩擦死区问题，在不提高成本的前提下，从而大幅度提高定位精度的优点，因此在精密运动平台设计中的应用越来越广泛。其中，在专利《基于应力刚化原理的刚度频率可调一维微动平台》(CN201410214605.0)、专利《一种单驱动刚柔耦合精密运动平台及其实现方法及应用》(CN201610508540.X)及专利《直线电机共定子双驱动宏微一体化高速精密运动一维平台》(CN201410696217.0)等文献中都提到了柔性铰链。但上述柔性铰链平台由于两端悬空，只靠平台两侧的柔性铰链作用，其所能承载的载荷都普遍比较偏小，无法应用于较大载荷的场合。在专利《一种大承载柔性铰链导向机构》(CN20170883865.0)对通常的柔性铰链做了进一步的改进，提出了主柔性铰链组和次柔性铰链组。其分别通过一体化加工出柔性铰链阵列或通过采用高弹性弹簧片作为柔性铰链本体，并进行装配的方式实现柔性铰链的作用。此方法大大增加了柔性铰链平台所能承载的载荷强度，但其缺点也是显而易见的。首先，通过一体化加工的主次柔性铰链组，柔性铰链部分与平台采用相同的材料，一般为铝合金或其它不锈钢材料，由于其材料特性缺陷，无论如何降低应力集中，在高频工作时都将产生疲劳断裂。其次，如果采用高弹性的弹簧片作为柔性铰链主体，并通过装配的方式将核心平台与刚性支撑平台进行连接，虽然解决了疲劳断裂的问题，但由于装配误差不可避免的存在，定会降低平台的整体精度。再者，无论是一体加工柔性铰链组或通过高弹性弹簧片装配成柔性铰链主体都不能调节柔性铰链的刚度，因此不能实现应用一个平台来适应不同工况，这样就无形中增加了成本。

发明内容

本发明提出了一种长寿命无装配误差刚度可调空间柔性铰链，对目前精密运动平台中柔性铰链中存在的一体化加工柔性铰链容易疲劳断裂、采用高弹性弹簧片装配成柔性铰链主体存在装配误差以及不能调节柔性铰链刚度的问题都进行了有效的解决。

本发明结合一体化加工免装配误差和弹片式柔性铰链疲劳寿命长的特点，连接柔性铰链组即次柔性铰链采用一体化加工方法，保证刚性支撑平台与核心运动平台之间无装配误差。端部采用高弹性弹簧片进行装配，提高柔性铰链的刚度和抗非工作方向变形的能力。为了适应不同工作平台对柔性铰链刚度的需求，采用移动支撑进行弹簧片有效长度的调节，从而改变柔性铰链的刚度。具体技术方案如下。

一种两边调节刚度的刚柔耦合平台，所述刚柔耦合平台包括：刚度支撑平台、核心运动平台和连接柔性铰链组；所述刚度支撑平台通过所述连接柔性铰链组与所述核心运动平台连接；所述刚柔耦合运动平台还包括刚度调节机构；所述刚度调节机构包括调节支架、弹簧片和刚度调节件；所述调节支架将所述弹簧片保持在核心运动平台的运动方向上的所述刚度支撑平台与所述核心运动平台之间的空隙中；所述刚度调节件用于改变所述弹簧片的刚度。

进一步，所述刚度调节件包括：支架调节压块和螺杆；所述支架调节压块将所述调节支架压在所述刚度支撑平台；所述螺杆连接所述支架调节压块、所述调节支架压和所述刚度支撑平台；调节所述螺杆的松紧能够调节所述支架调节压块压紧所述调节支架的程度。