本發(fā)明涉及一種單驅雙擺式純轉動微定位平臺，能夠實現(xiàn)大轉動角度，且具有高轉動精度。

背景技術：

隨著微納技術的發(fā)展，由壓電陶瓷驅動的多自由度微定位平臺已經被廣泛地應用于微納領域。為了滿足日益復雜的運動需求，這些微定位平臺通常包括平動和轉動兩種運動方式，但是轉動一般需要由兩個以上的壓電陶瓷同時進行驅動，這就對壓電陶瓷的安裝和控制提出了挑戰(zhàn)。不同的安裝預緊力會導致壓電陶瓷不同的輸出特性，不利于轉動方向的精度控制，并且多個壓電陶瓷的同時驅動也會增加運動控制的復雜性。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種單驅雙擺式純轉動微定位平臺，該平臺控制簡便，且具有較高的轉動精度。

本發(fā)明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是：一種單驅雙擺式純轉動微定位平臺，包括主動驅動機構和被動順從機構；所述主動驅動機構采用左右對稱結構，包括基座ⅰ和形成在其內部的導向機構，所述導向機構的左右兩端各設有一輸出端，在所述導向機構的下方設有一個壓電陶瓷，所述導向機構的兩個輸出端各與一垂直換向放大機構的輸入端連接，所述垂直換向放大機構輸出方向與輸入方向垂直，所述垂直換向放大機構的輸出端通過柔性連接塊與杠桿放大機構ⅰ的輸入端連接，在所述杠桿放大機構ⅰ的輸出端設有運動連接塊ⅰ，所述杠桿放大機構ⅰ與所述基座ⅰ柔性連接；所述被動順從機構采用中心對稱結構，包括連接在所述基座ⅰ上方的基座ⅱ、設置在所述基座ⅱ右上方的運動平臺ⅰ和設置在所述基座ⅱ左下方的運動平臺ⅱ，所述運動平臺ⅰ和所述運動平臺ⅱ各通過一個連接板簧ⅰ和連接板簧ⅱ與所述基座ⅱ連接，所述連接板簧ⅰ沿所述基座ⅱ的縱向中心線設置，所述連接板簧ⅱ沿所述基座ⅱ的橫向中心線設置，在所述運動平臺ⅰ的上端設有一輸入端，在所述運動平臺ⅱ的下端設有一輸入端，所述運動平臺ⅰ和所述運動平臺ⅱ輸入端各與一個運動傳遞柔性桿的輸出端連接，每個所述運動傳遞柔性桿的輸入端與一個所述杠桿放大機構ⅱ的輸出端連接，在所述杠桿放大機構ⅱ的輸入端設有運動連接塊ⅱ，所述杠桿放大機構ⅱ與所述基座ⅱ柔性連接；兩個所述運動連接塊ⅱ與兩個所述運動連接塊ⅰ一一對應地采用運動連接螺栓連接。

所述垂直換向放大機構采用sr放大機構。

所述導向機構采用雙平行板導向機構。

所述基座ⅰ和所述基座ⅱ采用基座連接螺栓連接，在所述基座ⅰ和所述基座ⅱ的連接處以及所述運動連接塊ⅱ與所述運動連接塊ⅰ的連接處均設有墊片。

本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是：通過采用一個壓電陶瓷進行驅動，使該平臺控制簡便，且具有較高的轉動精度；通過采用垂直換向放大機構、杠桿放大機構ⅰ和杠桿放大機構ⅱ三級放大，擴大了壓電陶瓷的輸出位移，實現(xiàn)了大轉動角度；通過對稱設置的兩個垂直換向放大機構將壓電陶瓷的單輸出位移轉換為大小相等、方向相反的兩路輸出位移；通過杠桿放大機構ⅱ將同一直線上的兩路輸出位移轉換為兩路相互平行的輸出位移，實現(xiàn)了兩個運動平臺各自的擺動，從而實現(xiàn)了單壓電陶瓷驅動的轉動運動。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明的主動驅動機構結構示意圖；

圖3為本發(fā)明的被動順從機構結構示意圖。

圖中：1、主動驅動機構：11、基座ⅰ，12、運動連接塊ⅰ，13、導向機構，14、垂直換向放大機構，15杠桿放大機構ⅰ，16、柔性連接塊，17、壓電陶瓷，18、預緊螺栓，2、被動順從機構：21、基座ⅱ，22、連接板簧ⅰ，23、運動傳遞柔性桿，24、運動平臺ⅰ，25、連接板簧ⅱ，26、運動連接塊ⅱ，27、杠桿放大機構ⅱ，28、運動平臺ⅱ，3、運動連接螺栓，4、基座連接螺栓，5、墊片。

具體實施方式

為能進一步了解本發(fā)明的發(fā)明內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下：

請參閱圖1～圖3，一種單驅雙擺式純轉動微定位平臺，包括主動驅動機構1和被動順從機構2。

所述主動驅動機構采用左右對稱結構，包括基座ⅰ11和形成在其內部的導向機構13，所述導向機構13的左右兩端各設有一輸出端，在所述導向機構13的下方設有一個壓電陶瓷17，在壓電陶瓷17的下方設有預緊螺栓18，所述導向機構13的兩個輸出端各與一垂直換向放大機構14的輸入端連接，所述垂直換向放大機構14輸出方向與輸入方向垂直，所述垂直換向放大機構14的輸出端通過柔性連接塊16與杠桿放大機構ⅰ15的輸入端連接，在所述杠桿放大機構ⅰ15的輸出端設有運動連接塊ⅰ12，所述杠桿放大機構ⅰ15與所述基座ⅰ11柔性連接。

所述被動順從機構2采用中心對稱結構，包括連接在所述基座ⅰ11上方的基座ⅱ21、設置在所述基座ⅱ21右上方的運動平臺ⅰ24和設置在所述基座ⅱ左下方的運動平臺ⅱ28，所述運動平臺ⅰ24和所述運動平臺ⅱ28各通過一個連接板簧ⅰ22和連接板簧ⅱ25與所述基座ⅱ21連接，所述連接板簧ⅰ22沿所述基座ⅱ21的縱向中心線設置，所述連接板簧ⅱ25沿所述基座ⅱ21的橫向中心線設置，在所述運動平臺ⅰ24的上端設有一輸入端，在所述運動平臺ⅱ28的下端設有一輸入端，所述運動平臺ⅰ24和所述運動平臺ⅱ28輸入端各與一個運動傳遞柔性桿23的輸出端連接，每個所述運動傳遞柔性桿23的輸入端與一個所述杠桿放大機構ⅱ27的輸出端連接，在所述杠桿放大機構ⅱ27的輸入端設有運動連接塊ⅱ26，所述杠桿放大機構ⅱ27與所述基座ⅱ21柔性連接。

兩個所述運動連接塊ⅱ26與兩個所述運動連接塊ⅰ12一一對應地采用運動連接螺栓3連接。

在本實施例中，所述垂直換向放大機構14采用sr放大機構,保證了垂直換向放大機構14輸出端的直線位移，且結構緊湊。所述導向機構13采用雙平行板導向機構，用以保證壓電陶瓷17輸出直線位移，且可避免壓電陶瓷17承受彎矩。所述基座ⅰ11和所述基座ⅱ21采用基座連接螺栓4連接，在所述基座ⅰ11和所述基座ⅱ21的連接處以及所述運動連接塊ⅱ26與所述運動連接塊ⅰ12的連接處均設有墊片5，用以將主動驅動機構1和被動順從機構2的柔性機構部分分離。

本發(fā)明的工作原理：

所述壓電陶瓷17在導向機構13的作用下輸出單向位移，通過左右對稱布置的兩個所述垂直換向放大機構14將壓電陶瓷17的單向位移轉換為同一直線上大小相等、方向相反的兩路輸出位移，并且進行了第一級位移放大；然后通過柔性連接塊16將所述垂直換向放大機構14的輸出位移傳遞給杠桿放大機構ⅰ15的輸入端，所述杠桿放大機構ⅰ15完成第二級位移放大；運動連接螺栓3、運動連接塊ⅰ12和運動連接塊ⅱ26將杠桿放大機構ⅰ15的輸出位移傳遞給所述杠桿放大機構ⅱ27的輸入端，所述杠桿放大機構ⅱ27完成第三級位移放大；所述杠桿放大機構ⅱ27的輸出端與所述運動傳遞柔性桿23的輸入端連接，兩個所述杠桿放大機構ⅱ27和兩個所述運動傳遞柔性桿23關于基座ⅱ21中心對稱，兩個所述運動傳遞柔性桿23的輸出端分別與所述運動平臺ⅰ24和所述運動平臺ⅱ28連接，完成了運動的傳遞。所述運動平臺ⅰ24和所述運動平臺ⅱ28各通過一個連接板簧ⅰ22和連接板簧ⅱ25與所述基座ⅱ21連接，在所述運動傳遞柔性桿23傳遞的運動的作用下，實現(xiàn)了所述運動平臺ⅰ24和所述運動平臺ⅱ28繞基座ⅱ21中心的擺動，將所述運動平臺ⅰ24和所述運動平臺ⅱ28關于基座ⅱ21中心的擺動組合使用，就可以獲得繞基座ⅱ21中心的轉動運動。

所述主動驅動機構1左右為對稱式結構，以保證兩側所述杠桿放大機構ⅰ15產生同一直線上方向相反、大小相等的輸出位移量，并通過在運動連接塊ⅰ12和運動連接塊ⅱ26傳遞給杠桿放大機構ⅱ27；所述被動順從機構2關于中心對稱，以保證兩側所述杠桿放大機構ⅱ27產生相互平行且大小相等的輸出位移量，促使運動平臺ⅰ24和運動平臺ⅱ28繞基座ⅱ21中心產生相同的擺動運動，進而獲得繞基座ⅱ21中心的轉動運動。

盡管上面結合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可以作出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護范圍之內。