[发明专利]基于2T3R型柔性运动副的微定位平台

说明书

本发明提供了基于2T3R型柔性运动副的微定位平台，其有效减少了应力刚化效应、平台的运动耦合及伴生转动的影响，提高平台的定位精度。其包括基座、动平台、第一柔性支链、第二柔性支链以及驱动器，第一柔性支链包括柔性模块一、连接杆、柔性模块二，柔性模块一包括中部刚性连接部和簧片，柔性模块二与动平台连接；第二柔性支链包括柔性模块三、连接杆、柔性模块二，柔性模块三包括中心刚性连接部和簧片，连接杆一端与中心刚性连接部连接，另一端与柔性模块二连接，柔性模块二与动平台连接；柔性模块二包括呈刚性连接框、柔性杆、刚性连接块一和刚性连接块二。

技术领域

本发明涉及柔性机构技术领域，具体为基于2T3R型柔性运动副的微定位平台。

背景技术

传统机械系统在精密、微型等工作条件下暴露出不可避免的问题。使得精密微操作技术在相关领域迅猛发展并得以广泛应用，尤其在生物医药科技、精密测量、国防、航空航天等领域产生巨大影响。在光纤精密对接、微机电系统及生物微操作技术等对操作对象具有极高精度及灵敏度要求的应用场合。常采用柔性微定位平台作为微操作系统的传动机构，以满足其高精度、高灵敏度的要求。

不同于传统刚性机构通过运动副实现运动和功能，柔性机构利用其材料的弹性变形来实现运动、力和能量的传递。运动副的减少甚至于被完全替代，大大减少了机构中的间隙、摩擦磨损及润滑等一系列复杂的问题。作为柔性机构学的重要分支，柔性微定位平台技术也取得迅速发展，但在多自由度微定位平台的运动精度及运动解耦特性方面仍需进一步改进提升，同时对具有多自由度、大行程且无应力刚化效应的柔性运动副有迫切需求，对具有大行程的柔性运动副运动过程中产生的伴生转动现象的改善也是亟需解决的问题。

现有的空间平动微定位平台如申请号201310470918.8为一种三自由度解耦大行程微定位平台，其各支链被动副伴生转动效应明显，未采取减小或消除伴生转动效应的措施，且运动过程会产生耦合现象，影响微定位平台定位精度；整体结构复杂，可制造性差。申请号201910397913.4为一种高精度大行程大有效台面空间平动精密定位平台，其五支链对称布置结构有效消除了平台运动过程中的部分伴生转动现象，但其X、Y方向支链被动副应力刚化效应明显，平台力学特性不佳，难以保证其在大行程范围内的高精度。

发明内容

针对现有定位平台的支链被动副伴生转动效应明显、会产生耦合现象、应力刚化效应明显的问题，本发明提供了基于2T3R型柔性运动副的微定位平台，其有效减少了应力刚化效应、平台的运动耦合及伴生转动的影响，提高平台的定位精度。

其技术方案是这样的：基于2T3R型柔性运动副的微定位平台，其包括基座、动平台、第一柔性支链、第二柔性支链以及驱动器，所述第一柔性支链、所述动平台位于XY平面内并且所述第一柔性支链分布在所述动平台四周，所述第二柔性支链位于Z轴方向上并且位于所述基座和所述动平台之间，其特征在于：所述第一柔性支链包括呈一字形的柔性模块一、与所述柔性模块一垂直设置的连接杆、与所述柔性模块一垂直设置的柔性模块二，所述柔性模块一包括中部刚性连接部和位于所述中部刚性连接部两侧的簧片，所述连接杆一端与所述中部刚性连接部连接，另一端与所述柔性模块二连接，所述柔性模块二与所述动平台连接；所述第二柔性支链包括呈十字形的柔性模块三、与所述柔性模块三垂直设置的连接杆、与所述柔性模块三垂直设置的柔性模块二，所述柔性模块三包括中心刚性连接部和位于所述中心刚性连接部四周的簧片，所述连接杆一端与所述中心刚性连接部连接，另一端与所述柔性模块二连接，所述柔性模块二与所述动平台连接；所述柔性模块二包括呈方形的刚性连接框、柔性杆、刚性连接块一和刚性连接块二，所述柔性杆一端分别与刚性连接框四条边框的中点连接，其中相对的两根所述柔性杆与刚性连接块一连接，另外两根所述柔性杆分别与刚性连接块二连接，所述刚性连接块一与所述连接杆连接，所述刚性连接块二与所述动平台连接。

其进一步特征在于：