[实用新型]一种面向单向输入力的全柔顺正交位移放大机构

说明书

一种面向单向输入力的全柔顺正交位移放大机构，包括供输入力作用的刚性输入端(1)、左上柔性簧片(2)、左刚性输出端(3)、左下双柔性簧片(4)、刚性固定端(5)、右下双柔性簧片(6)、右刚性输出端(7)和右上柔性簧片(8)。所述刚性输入端、左上柔性簧片、左刚性输出端、左下双柔性簧片以及刚性固定端依次连接；所述刚性输入端、右上柔性簧片、右刚性输出端、右下双柔性簧片以及刚性固定端依次连接。本实用新型可以在单向输入力的作用下实现位移正交转换与放大，且为单级位移放大机构，结构简单、紧凑，线切割加工方便，有利于灵活微操作的实现。

技术领域

本实用新型涉及一种面向单向输入力的全柔顺正交位移放大机构，属柔顺位移放大机构技术领域。

背景技术

柔顺机构以其易实现高精度、微型化、无摩擦磨损、无需润滑、免装配等独特的优良性能在微纳操作、精密定位等尖端领域得到了广泛应用。柔顺机构常采用压电陶瓷驱动器驱动，其具有分辨率高、响应速度快、体积小等特点，但是其行程很小，一般只有几十到一百微米左右。为了增大柔顺机构的运动范围以及实现输入位移和输出位移的正交转换（即输入与输出方向相互垂直），通常会借助正交位移放大机构以实现输出位移的放大和传递。

现有的柔顺位移放大机构中，桥式位移放大机构是一种典型的能够实现位移正交转换的放大机构。但其仅在结构全对称且双向对称输入力的情况下才能实现正交位移转换，导致放大机构预紧和微型化困难。虽然还有其他的柔顺正交位移放大机构能够在单向输入力下实现正交位移转换，但其结构往往比较复杂且不够紧凑，需要利用多级放大构型。

发明内容

本实用新型的目的是，为了克服现有技术中的缺点与不足，提供结构简单且紧凑的一种面向单向输入力的全柔顺正交位移放大机构。该柔顺正交位移放大机构上半部分采用三角放大原理进行位移放大，下半部分利用平行导向机构来消除输出端的寄生位移，更加适应工程应用中的需求。

本实用新型实现的技术方案如下：一种面向单向输入力的全柔顺正交位移放大机构，包括供输入力作用的刚性输入端、左上柔性簧片、左刚性输出端、左下双柔性簧片、刚性固定端、右下双柔性簧片、右刚性输出端和右上柔性簧片；所述刚性输入端、左上柔性簧片、左刚性输出端、左下双柔性簧片以及刚性固定端依次连接；所述刚性输入端、右上柔性簧片、右刚性输出端、右下双柔性簧片以及刚性固定端依次连接；所述右上柔性簧片、右刚性输出端、右下双柔性簧片与左上柔性簧片、左刚性输出端、左下双柔性簧片成镜像对称关系，且尺寸相同。

所述左上柔性簧片与右上柔性簧片尺寸相同，均为长方形片状结构；所述左下双柔性簧片与右下双柔性簧片尺寸相同，均为长方形片状结构。

所述左下双柔性簧片的两片柔性簧片相互平行并隔开一定距离；所述右下双柔性簧片的两片柔性簧片相互平行并隔开与左下双柔性簧片相同的距离；所述距离小于左刚性输出端或右刚性输出端与柔性簧片连接面的宽度。

所述的柔顺正交位移放大机构为左右对称结构，刚性输入端、左上柔性簧片和左刚性输出端构成左位移放大机构；刚性输入端、右上柔性簧片和右刚性输出端构成右位移放大机构。

所述的柔顺正交位移放大机构为左右对称结构，左刚性输出端、左下双柔性簧片以及刚性固定端构成左平行导向机构；右刚性输出端、右下双柔性簧片以及刚性固定端构成右平行导向机构。

所述左上柔性簧片向左与竖直方向成一定倾角α；右上柔性簧片向右与竖直方向成一定倾角α；所述倾角α＜90°；左下双柔性簧片与右下双柔性簧片与竖直方向平行放置；左下双柔性簧片要垂直于左刚性输出端和刚性固定端；右下双柔性簧片要垂直于右刚性输出端和刚性固定端。

所述刚性固定端的宽度大于左刚性输出端宽度和右刚性输出端宽度之和。