[实用新型]一种基于柔性杆的高精度柔性微定位平台

说明书

本实用新型提供了一种基于柔性杆的高精度柔性微定位平台，其能解决现有分布柔度式定位平台各支链结构差异较大，不同支链运动性能不够稳定，理论分析较复杂，以及当仅有X或Y方向有运动输入时，还是会产生一定的耦合位移，影响平台运动精度的问题。其包括基座、动平台、四个第一柔性支链和一个第二柔性支链；第一柔性支链由四个双四杆型柔性模块组成，其中三个双四杆型柔性模块并联，再与剩余一个双四杆型柔性模块串联；第二柔性支链由五个双四杆型柔性模块组成，其中四个双四杆型柔性模块并联，再与剩余一个双四杆型柔性模块串联；基座上还分别固定安装有X向电磁驱动器、Y向电磁驱动器和Z向电磁驱动器。

技术领域

本实用新型涉及柔性机构领域，具体为一种基于柔性杆的高精度柔性微定位平台。

背景技术

随着微纳米技术的迅速发展和其在相关领域的广泛应用，其对制造、信息、材料、生物科技等领域产生了巨大影响。在微电子、光电子元器件的精密对接、生物芯片键合对准装配及显微手术的微操作等应用场合，对操作对象的要求也日益精确，操作对象由微定位平台驱动，为了满足微纳米技术的要求，通常采用柔性机构作为微定位平台的传动机构。

不同于传统刚性机构通过运动副、连杆的连接来实现运动和功能，柔性机构是利用材料的弹性变形来传递运动的新型机构。机构中的运动副为一体化的柔性结构，故而不存在装配误差、摩擦磨损、间隙等影响机构寿命精度与工作性能的因素。随着柔性机构设计理论的逐步完善，柔性微定位平台技术也取得很大发展，但在动态特性、运动精度及大行程方面仍需进一步提升，同时对具有运动解耦特性的多自由度运动平台也有着迫切需求。

现有的柔性微定位平台多是基于切口型柔性铰链的集中柔度式定位平台，如专利号为ZL2016107010874的发明专利公开的一种高精度、大行程三自由度并联微定位平台，此种平台运动行程小，解耦特性差、易在切口处出现应力集中且平台的耦合误差与寄生转角较大，影响平台定位精度。

区别于传统基于切口型柔性铰链的集中柔度式定位平台，申请号为2019103979134的发明专利公开了一种高精度大行程大有效台面空间平动精密定位平台，其由四个第一柔性支链和一个第二柔性支链组成，第一柔性支链形成基于柔性薄板的分布柔度式结构，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，形成基于柔性杆的分布柔度式结构，由于各支链无切口，从而无应力集中现象，平台运动行程大，同时消除了平台的运动耦合，减小了寄生转角，提升了平台的定位精度。但是该平台依然存在以下问题：1）其第一柔性支链基于柔性薄板，第二柔性支链基于柔性杆，导致各支链结构差异较大，不同支链运动性能不够稳定，且结构参数较多，理论分析较复杂；2）由于第一支链是基于柔性薄板的，柔性薄板在X、Y、Z三个方向的刚性差异大，只有当XZ、YZ或XYZ方向同时有运动输入时，平台才能实现完全解耦，当仅有X或Y方向有运动输入时，还是会产生一定的耦合位移，影响平台运动精度。

发明内容

针对现有分布柔度式定位平台各支链结构差异较大，不同支链运动性能不够稳定，理论分析较复杂，以及当仅有X或Y方向有运动输入时，还是会产生一定的耦合位移，影响平台运动精度的技术问题，本实用新型提供了一种基于柔性杆的高精度柔性微定位平台，其各支链结构差异小，运动性能稳定，利于实现参数化设计，同时平台能够完全消除耦合位移，运动精度更高。

其技术方案是这样的：一种基于柔性杆的高精度柔性微定位平台，其包括基座、动平台、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两两对称分布于所述动平台的四周；其特征在于：

所述第一柔性支链由四个双四杆型柔性模块组成，其中三个所述双四杆型柔性模块的末端共同连接于连接模块一，首端分别通过连接模块二与所述基座连接，且三个所述双四杆型柔性模块中有两个呈水平布置于所述连接模块一的两侧，一个呈竖向布置于所述连接模块一的下方；剩余一个所述双四杆型柔性模块呈水平布置并与三个所述双四杆型柔性模块垂直，且其末端与所述动平台连接，首端与所述连接模块一连接；