[实用新型]一种高精度大行程大有效台面空间平动精密定位平台

说明书

本实用新型提供了一种高精度大行程大有效台面空间平动精密定位平台，其能解决现有空间平动精密定位平台运动行程小、有效台面小、结构工艺性较差且平台的耦合误差与寄生转角较大导致平台定位精度不高的问题。其包括基座、动平台、刚性框架、第一柔性支链、第二柔性支链和电磁驱动器；四个第一柔性支链呈正方形分布在动平台的四周并位于刚性框架内，第一柔性支链、动平台和刚性框架布置在XY平面；第一柔性支链包括两个板面呈纵向设置的第一柔性薄板、四个板面呈纵向设置且与第一柔性薄板垂直的第二柔性薄板、两个板面呈水平设置的第三柔性薄板；第二柔性支链设置在动平台与基座之间，包括双四杆型柔性模块、连接模块和四个四杆型柔性模块。

技术领域

本实用新型涉及柔性机构领域，具体为一种高精度大行程大有效台面空间平动精密定位平台。

背景技术

随着微纳技术的发展，微纳米级精密定位平台在各行各业发挥着越来越重要的作用。精密加工与精密测量、微电子工程、生物工程、纳米科学与技术等领域的发展都离不开微纳技术的支持。为了满足微纳技术的要求，通常采用柔性机构作为精密定位平台的传动机构不同于传统刚性机构那样通过运动副和连杆连接实现运动和功能，柔性机构是利用材料的弹性变形来传递运动的新型机构，由于机构中的运动副为一体化的柔性结构，所以不存在装配误差、摩擦、磨损、间隙等影响机构寿命与精度的缺点。空间平动精密定位平台被广泛应用于原子力显微镜的三维扫描、微纳操作、先进传感等系统中，随着柔性机构构型设计理论的逐步完善，新型的空间平动精密定位平台不断涌现，目前具有大行程、高精度、结构紧凑且运动解耦等优点的新构型设计是该领域的主要研究方向。

现有的空间平动精密定位平台多是基于切口型柔性铰链的集中柔度式三支链定位平台，其主要缺点是运动行程小、有效台面小、结构工艺性较差且平台的耦合误差与寄生转角较大导致平台定位精度不高。

发明内容

针对现有空间平动精密定位平台多是基于切口型柔性铰链的集中柔度式三支链定位平台，存在运动行程小、有效台面小、结构工艺性较差且平台的耦合误差与寄生转角较大导致平台定位精度不高的技术问题，本实用新型提供了一种高精度大行程大有效台面空间平动精密定位平台，其平台运动行程较大，有效台面较大，具有良好的结构工艺性，消除了微定位平台的运动耦合，减小了寄生转角，提升了平台的定位精度。

其技术方案是这样的：一种高精度大行程大有效台面空间平动精密定位平台，其特征在于：其包括基座、动平台、刚性框架、四个第一柔性支链和一个第二柔性支链；四个所述第一柔性支链呈正方形分布在所述动平台的四周并位于所述刚性框架内，所述第一柔性支链、所述动平台和所述刚性框架共同布置在XY平面内；所述第一柔性支链包括两个板面呈纵向设置的第一柔性薄板、四个板面呈纵向设置且与所述第一柔性薄板垂直的第二柔性薄板以及两个板面呈水平设置的第三柔性薄板；两个所述第一柔性薄板的一端通过刚性连接件一连接，另一端通过刚性连接件二连接；四个所述第二柔性薄板两两一组对称设置在所述第一柔性薄板的左右两侧，且其一端与所述刚性连接件一固接，另一端与所述刚性框架固接，所述刚性框架与所述基座固接；两个所述第三柔性薄板对称设置在所述第一柔性薄板的上下两侧，且其一端与所述刚性连接件二固接，另一端与所述动平台固接；所述刚性框架内还分别固定有X向电磁驱动器和Y向电磁驱动器，所述X向电磁驱动器和Y向电磁驱动器的驱动端分别与相邻的两个所述刚性连接件一连接；所述第二柔性支链设置在所述动平台与所述基座之间，所述第二柔性支链包括双四杆型柔性模块、连接模块和四个四杆型柔性模块，四个所述四杆型柔性模块呈矩形分布在所述连接模块的四周，所述四杆型柔性模块中的四个第一柔性杆均呈水平设置且呈矩形分布，四个所述第一柔性杆的一端通过刚性连接件三与所述基座固接，另一端通过刚性连接件四与所述连接模块固接；所述双四杆型柔性模块包括八个呈纵向设置的第二柔性杆，八个第二柔性杆的下端分别固接在呈正方形框架结构的刚性连接件五的四个拐点和四个中点位置，位于所述拐点位置的四个所述第二柔性杆的上端分别通过刚性连接件六与所述动平台固接，位于所述中点位置的四个所述第二柔性杆的上端通过刚性连接件七与所述连接模块固接；所述基座上还固定有Z向电磁驱动器，所述Z向电磁驱动器的驱动端与所述连接模块的底面固接。