[实用新型]一种可实现运动解耦的大行程两自由度柔顺精密定位平台

说明书

本实用新型公开了一种可实现运动解耦的大行程两自由度柔顺精密定位平台，包括：定平台；动平台，其通过若干平移机构与所述定平台连接；若干压电陶瓷驱动器，若干压电陶瓷驱动器与若干平移机构对应设置，所述压电陶瓷驱动器向所述平移机构施加外力使其移动，所述平移机构移动的距离大于所述压电陶瓷驱动器伸出或收缩的距离。本实用新型采用铰链替代法进行了新型柔顺机构和柔顺精密定位平台设计，实现平面内两自由度运动，并可实现运动的解耦和大行程运动。

技术领域

本实用新型涉及精密机械设备领域。更具体地说，本实用新型涉及一种可实现运动解耦的大行程两自由度柔顺精密定位平台。

背景技术

柔顺机构是依靠自身的弹性变形来传递能量、力和运动的一种新型机构，这一研究领域是在传统刚性机构学科基础上建立起来的，采用新的思路进行机构设计和控制。传统机械结构通过连接件进行连接和配合，设计时通常要避免杆件的变形对运动带来的不确定性，而柔顺机构恰恰要充分利用杆件或关节的变形来传递运动，通过对柔顺铰链和杆件变形的研究实现变形的控制，进而可以借助柔顺机构实现高精度的目标运动。

柔顺机构的优势在于采用一体成型，消除了构件间的连接和配合，不存在摩擦、润滑和磨损的问题，可减少加工、装配和维护的负担，由此，柔顺机构更适用于微机械系统，实现高精度运动。基于柔顺机构设计和建模控制的柔顺精密定位平台在近年来发展迅速，学者从机构设计、平台性能优化等角度出发进行了多样化的柔顺精密定位平台设计，从单自由度到多自由度，从大行程到宏微结合，从单精度到双精度，可分别适应不同的工作条件，满足不同的运动需求。压电陶瓷的小行程局限了柔顺定位平台的应用范围，而平台运动中的耦合现象也给运动精度带来了干扰。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本实用新型还有一个目的是提供一种可实现运动解耦的大行程两自由度柔顺精密定位平台，采用铰链替代法进行了新型柔顺机构和柔顺精密定位平台设计，实现平面内两自由度运动，并可实现运动的解耦和大行程运动。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种可实现运动解耦的大行程两自由度柔顺精密定位平台，包括：

定平台；

动平台，其通过若干平移机构与所述定平台连接；

若干压电陶瓷驱动器，若干压电陶瓷驱动器与若干平移机构对应设置，所述压电陶瓷驱动器向所述平移机构施加外力使其移动，所述平移机构移动的距离大于所述压电陶瓷驱动器伸出或收缩的距离。

优选的是，所述定平台呈圆环形结构。

优选的是，所述动平台呈圆形结构，所述定平台和所述动平台为嵌套式结构。

优选的是，所述平移机构包括杠杆放大机构和柔性导向机构，所述杠杆放大机构带动所述柔性导向机构移动，从而使所述动平台发生移动。

优选的是，所述杠杆放大机构包括一级杠杆组件和二级杠杆组件，所述压电陶瓷驱动器向所述一级杠杆组件施加力，使所述一级杠杆组件向近所述定平台的一侧移动，从而带动所述二级杠杆组件向近所述定平台的一侧移动。

优选的是，所述一级杠杆组件包括一对第一支撑杆、第一柔性杆，一对第一支撑杆水平平行固定在所述定平台内侧，且分布在所述压电陶瓷驱动器两侧，一对支撑杆的自由端固定所述第一柔性杆，所述压电陶瓷驱动器向所述第一柔性杆施加力时，所述第一柔性杆的两端分别向近所述定平台的一侧移动。

优选的是，所述二级杠杆组件包括一对第二支撑杆、一对第三支撑杆、第二柔性杆，所述第一柔性杆的两端分别固定一对第二支撑杆，一对第二支撑杆的两外侧分布一对第三支撑杆，且固定在所述定平台上，一对第一支撑杆、一对第二支撑杆、一对第三支撑杆互相平行，一对第二支撑杆的自由端、一对第三支撑杆的自由端固定所述第二柔性杆，所述第二柔性杆连接所述柔性导向机构。