[发明专利]一种输入输出非同向的差动柔性位移缩小机构

说明书

一种输入输出非同向的差动柔性位移缩小机构，包括前向运动模块、后向运动模块和驱动器；前向运动模块的两端分别连接到两个总输入端的一端，后向运动模块的两端分别连接到两个总输入端的另一端；驱动器两端分别与两个总输入端固连；本发明利用前向运动模块和后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非同向的的差动柔性位移缩小机构。

背景技术

随着现代科技的进步与发展，微纳制造领域的研究已经成为当前备受关注的热点研究问题。尤其是在精密制造、精密测量等行业中，对装置的精度要求已经达到了纳米级。芯片领域对核心设备的精度要求甚至达到了几纳米。

然而，传统的纳米级定位平台大多利用螺杆、齿条等刚性机构进行力和运动的传递，因受到传递机构摩擦、磨损等影响，导致器定位精度难以达到纳米级的定位精度；由压电驱动器和位移放大机构组成的柔性定位平台的运动精度一般只能达到亚微米。

发明内容

本发明的目的在于提供一种输入输出非同向的的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：

一种输入输出非同向的差动柔性位移缩小机构，其特征在于，包括前向运动模块、后向运动模块、总输入端、总输出端和驱动器；前向运动模块和后向运动模块均设置在两个总输入端之间；后向运动模块的外端作为总输出端；驱动器两端分别与两个总输入端固连，驱动器同时为前向运动模块和后向运动模块提供位移输入。

进一步的，前向运动模块和后向运动模块均为对称结构，总输入端对称布置在前向运动模块和后向运动模块两侧；前向运动模块和后向运动模块的组合方式为桥式模块与Scott-Russell复合模块组合、Scott-Russell复合模块与桥式模块组合或Scott-Russell复合模块与Scott-Russell复合模块组合。

进一步的，桥式模块包括分支连接块和桥式分支，一个或多个桥式分支分布连接在分支连接块的两侧。

进一步的，桥式分支为集中柔度式分支或分布柔度式分支；集中柔度式分支两端部为两侧设有槽口的柔性铰链，柔性铰链为水平、垂直或倾斜设置；分布柔度式分支为一整段柔性梁，柔性梁为长梁或簧片。

进一步的，Scott-Russell复合模块包括Scott-Russell上方连接块、Scott-Russell下方连接块和Scott-Russell机构，两个Scott-Russell机构对称连接在Scott-Russell上方连接块两侧；Scott-Russell下方连接块两端分别连接两个Scott-Russell机构下端。

进一步的，Scott-Russell包括Scott-Russell部分一和Scott-Russell部分二；Scott-Russell部分一和Scott-Russell部分二两端为柔性铰链，柔性铰链为水平、垂直或倾斜设置；Scott-Russell部分二一端连接在Scott-Russell部分一的中间位置，一端与Scott-Russell下方连接块连接；Scott-Russell部分一两端分别与Scott-Russell上方连接块和总输入端连接；Scott-Russell机构三个端部的连线构成直角三角形。

进一步的，前向运动模块为Scott-Russell复合模块时，该模块的Scott-Russell上方连接块固定；前向运动模块为桥式模块时，该模块的分支连接块固定；

后向运动模块为Scott-Russell复合模块时，该模块的Scott-Russell上方连接块为总输出端；后向运动模块为桥式模块时，该模块的分支连接块为总输出端。