[发明专利]一种输入输出同向或反向的模块化差动柔性位移缩小机构

说明书

一种输入输出同向或反向的模块化差动柔性位移缩小机构，包括正向运动模块、反向运动模块和驱动器；正向运动模块的两端分别连接到反向运动模块的一端；本发明利用正向运动模块和反向运动模块的组合实现位移的差动叠加，可以得到大的位移缩小比，从而大幅提升运动的分辨率和精度；本发明可以与宏动平台配合，实现大范围、超高精度的运动定位。

技术领域

本发明属于精密驱动与传动领域，特别涉及一种输入输出同向或反向的模块化差动柔性位移缩小机构。

背景技术

在精密制造、精密测量等行业，对装置的定位精度和重复定位精度的要求已经达到了纳米级，因此，精准、可靠的纳米级定位机构具有广阔的应用前景。

以芯片领域的光刻机为例，对工件台等核心部件的定位精度要求已经达到几纳米级，其运动控制精度及运动速度直接影响电路的刻制精度。但是，传统的刚性构件构成的纳米定位平台难以达到纳米级精度，而当下基于柔性机构的定位平台一般由压电驱动器和位移放大机构组成，运动精度一般只能达到几十或几百纳米，难以满足对超高定位精度的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种输入输出同向或反向的模块化差动柔性位移缩小机构，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种输入输出同向或反向的模块化差动柔性位移缩小机构，包括正向运动模块、反向运动模块和驱动器；正向运动模块和反向运动模块均有输入端和输出端；正向运动模块输出端与反向运动模块输入端柔性连接，正向运动模块的输出作为反向运动模块的输入；

驱动器提供的位移输入与反向运动模块输出端的位移输出同向或反向。

进一步的，正向运动模块和反向运动模块均为对称结构；正向运动模块为双杠杆模块，反向运动模块为半桥模块或双Scott-Russell模块。

进一步的，正向运动模块输出端与反向机构输入端的柔性连接方式为使用两侧设有槽口的柔性铰链，或正向运动输出端直接与反向运动模块输入端的柔性梁连接。

进一步的，双杠杆模块包括作为正向运动模块输入端的杠杆输入端和两个杠杆机构，两个杠杆机构对称布置在杠杆输入端两侧。

进一步的，杠杆机构包括作为正向运动模块输出端的杠杆输出端和杠杆支块，杠杆支块布置在杠杆输入端的外侧或内侧，杠杆支块一端固定，一端与杠杆输出端通过柔性铰链连接。

进一步的，半桥模块包括作为反向运动模块输出端的半桥输出端和作为反向运动模块输入端的柔性支链，两个柔性支链对称布置在半桥输出端的两侧。

进一步的，柔性支链为集中柔度式支链或分布柔度式支链，集中柔度式支链两端部为柔性铰链，柔性铰链为水平、垂直或倾斜设置，分布柔度式支链为一整段柔性梁，柔性梁为长梁或簧片。

进一步的，双Scott-Russell模块包括作为反向运动模块输出端的Scott-Russell输出端，两个Scott-Russell机构和Scott-Russell连接块；

两个Scott-Russell机构对称布置在Scott-Russell输出端的两侧，两个Scott-Russell机构下端通过Scott-Russell连接块连接；Scott-Russell机构中同时与Scott-Russell输出端和正向运动模块输出端连接的为反向运动模块输入端；

Scott-Russell机构包括两个分支，作为反向运动模块输入端的为长分支，另一个分支为短分支，每个分支两端均为柔性铰链；Scott-Russell机构三个端部的连线构成直角三角形，同时短分支与长分支的连接端设置在长分支两端连线的中点。