[实用新型]一种精密缩小柔性微动系统

说明书

本实用新型提供了一种精密缩小柔性微动系统，涉及微操作技术领域。精密缩小柔性微动系统包括机构本体、驱动器以及二十四个直圆型柔性铰链组成的柔性铰链机构。微驱动器与机构空心处顶部连接，通过控制器与电源连接。基于杠杆原理及柔性导向、传动原理，采用一部分柔性铰链保证驱动器在运动过程中不承受横向力及力矩，且不产生非运动方向的附加位移，确保机构本体运动的精密性及平稳性；采用另一部分柔性铰链将微动输入机构输入的运动Δu进行精密传动以及缩小，使微动输出机构输出缩小位移Δv。该系统具备可将直线位移精确缩小、可根据实际需要精确调整缩小比例、不产生非运动方向附加位移、结构简单、易于控制、提高运动精度、性能优良等优点。

技术领域

本实用新型涉及微操作技术领域，具体而言，涉及一种精密缩小柔性微动系统。

背景技术

随着微纳米技术的快速发展,在微机械系统中,微电子加工、生物工程、生命医学、航空航天和光学等多个微操作领域,高定位精度、高运动分辨率的精密定位技术发挥着重要的作用。如何设计集成得到具有高精度、大行程、快速响应的精密定位平台已成为国内外研究领域的热点。

目前对柔性位移缩小系统的研究主要集中在其位移缩小比、输入刚度等静力学性能的建模及优化设计，系统中大多采用切口形式单一的圆弧型柔性铰链；多数集中于缩小型微动机构研究，对位移输出缩小型微动系统研究较少。同时，缩小微动系统可将输入位移按一定比例缩小，即可获得较小的输出位移也可提高微小位移的定位精度。因此，对精密缩小柔性微动系统方面研究具有实际意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种精密缩小柔性微动系统，可将直线位移精确缩小，并不会产生非运动方向的附加位移，并且可以根据实际需求调整缩小比例。同时，该精密缩小柔性微动系统最大缩小误差值为0.117μm、强度满足设计要求、具有优良的动态性能，具有较高的精确性及有效性。

本实用新型是这样实现的：

一种精密缩小柔性微动系统，包括：

机构本体，机构本体具有微动输入机构以及微动输出机构，微动输入机构用于输入运动Δu，微动输出机构用于输出缩小位移Δv；

驱动器，驱动器设置于机构本体，且用于为微动输入机构提供运动位移，微动输入机构在驱动器的驱动作用下用于输入运动Δu；

多个直圆型柔性铰链组成的柔性铰链机构，多个直圆型柔性铰链对称设置于机构本体，且多个直圆型柔性铰链包括第一组柔性铰链与第二组柔性铰链，第一组柔性铰链用于保证驱动器在运动过程中不承受横向力及力矩，且不产生非运动方向的附加位移，确保机构本体运动的精密性及平稳性；第二组柔性铰链用于将微动输入机构输入的运动Δu进行精密传动以及缩小，使得微动输出机构用于输出缩小位移Δv。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，多个直圆型柔性铰链的数量为二十四个，且第一组柔性铰链具有十二个直圆型柔性铰链，第二组柔性铰链具有十二个直圆型柔性铰链。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，第一组柔性铰链的十二个直圆型柔性铰链对称分布于驱动器两侧。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，机构本体具有对称设置的第一本体与第二本体，且第一本体上设置有十二个直圆型柔性铰链，第二本体上设置有十二个直圆型柔性铰链，对称分布的直圆型柔性铰链用于组成双轴柔性铰链，双轴柔性铰链用于保证驱动器不承受非运动的方向的力。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，第一组柔性铰链的十二个直圆型柔性铰链中，其中六个设置于第一本体，另外六个设置于第二本体；第二组柔性铰链的十二个直圆型柔性铰链中，其中六个设置于第一本体，另外六个设置于第二本体。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，第一本体与第二本体上均间隔设置有多个固定组件，且第一本体与第二本体上的多个固定组件对称设置。