一種多構(gòu)型精密定位平臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種定位平臺，具體是一種多構(gòu)型精密定位平臺，屬于微電子機械系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著精密定位平臺在醫(yī)療、生物工程及精密制造等領(lǐng)域的研究及應(yīng)用不斷深入，對精密定位平臺的需求越來越廣泛，并且向著高精度及高靈活性的方向發(fā)展，柔順并聯(lián)機構(gòu)已被應(yīng)用于精密定位平臺中，其同時具有并聯(lián)機構(gòu)的優(yōu)點如高剛度、靈巧性，以及柔順機構(gòu)的優(yōu)點如無間隙、無摩擦、無需潤滑、無沖擊等。
[0003]精密定位平臺通常采用精密驅(qū)動器，但是精密驅(qū)動器的運動行程非常有限，不足以滿足實際需求，因此需要位移放大機構(gòu)與精密驅(qū)動器配合使用；精密定位平臺要實現(xiàn)空間運動，必須包含多軸柔性鉸鏈或由單軸柔性鉸鏈組合而成的復(fù)合軸柔性鉸鏈。
[0004]現(xiàn)有的精密定位平臺已有很多，但多數(shù)只能實現(xiàn)平面運動。隨著空間需求增多，已有一些可實現(xiàn)空間運動的平臺被提出，但在結(jié)構(gòu)及運動解耦上存在矛盾:
一方面，簡單機構(gòu)在實現(xiàn)空間運動時出現(xiàn)各支鏈之間存在耦合運動，增加分析及控制的困難，降低定位精度；
另一方面，為了降低耦合影響而采用復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，增加了加工制造困難。
[0005]另外，為了保證精密定位平臺的各項性能均衡，在不同應(yīng)用場合要求下，往往需要多種構(gòu)型的定位平臺才能滿足要求，而現(xiàn)有的定位平臺構(gòu)型單一，其他通用部件的重復(fù)利用率低，且生產(chǎn)成本較高，難以滿足對精密定位平臺的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種多構(gòu)型精密定位平臺，其能夠?qū)崿F(xiàn)平臺各支鏈解耦運動，同時降低加工制造的難度，并且具有多種構(gòu)型的精密定位平臺，滿足不同需求、提高效率降低成本。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種多構(gòu)型精密定位平臺，它包括:
上部動平臺、底部基座以及連接兩者三條結(jié)構(gòu)相同的柔性支鏈；
所述每條柔性支鏈均包括驅(qū)動器、平面位移放大機構(gòu)、壓緊件、圓柱型柔性鉸鏈、壓緊件及至少兩個定位件:定位件I與定位件II ；
其中，所述平面位移放大機構(gòu)的位移輸出端、壓緊件1、壓緊件II及動平臺上均設(shè)有與圓柱型柔性鉸鏈直徑相等的圓弧槽；
圓柱型柔性鉸鏈的一端與平面位移放大機構(gòu)的位移輸出端及壓緊件I上的圓弧槽配合并壓緊、另一端與動平臺及壓緊件II上的圓弧槽配合并壓緊；
所述平面位移放大機構(gòu)底面設(shè)有一組螺紋孔及一組定位孔，定位件I與定位件II位于定位孔中，基座上設(shè)有多組標(biāo)準(zhǔn)的通孔及定位孔，調(diào)整平面位移放大機構(gòu)使底面螺紋孔及定位件與基座上通孔及定位孔的其中一組對齊并緊固，以改變精密定位平臺的構(gòu)型；
所述的驅(qū)動器的驅(qū)動軸在平面位移放大機構(gòu)的工作平面內(nèi)并驅(qū)動面位移放大機構(gòu)工作平面內(nèi)發(fā)生平面變形運動。
[0008]所述平面位移放大機構(gòu)為杠桿式平面位移放大機構(gòu)或橋式平面位移放大機構(gòu)；均設(shè)有相同的平面位移放大機構(gòu)圓弧槽、底面螺紋孔組及定位孔組。
[0009]所述的三條柔性支鏈分別與動平臺及基座固連，并相對動平臺的幾何中心軸成軸對稱布置。
[0010]所述基座上的多組標(biāo)準(zhǔn)的通孔及定位孔均包括安裝通孔及定位孔組1、安裝通孔及定位孔組II以及安裝通孔及定位孔組III。
[0011]所述圓柱型柔性鉸鏈設(shè)有多個，每個都具有相同直徑不同長度。
[0012]所述平面位移放大機構(gòu)通過整塊板材加工而成。
所述動平臺呈中部帶有通孔的三角形狀。
[0013]與現(xiàn)有的定位平臺相比:本發(fā)明的平面位移放大機構(gòu)只產(chǎn)生平面內(nèi)變形，非平面變形可忽略不計，通過圓柱形柔性鉸鏈將平面位移放大機構(gòu)的平面運動傳遞至動平臺，三條柔性支鏈的合成運動實現(xiàn)動平臺的三維運動即實現(xiàn)兩個微轉(zhuǎn)動及一個微平動，各柔性支鏈之間的耦合影響止于圓柱形柔性鉸鏈，起到球鉸功能，各平面位移放大機構(gòu)可單獨整塊加工而成，通過簡單結(jié)構(gòu)實現(xiàn)各支鏈解耦運動，同時降低了加工制造的難度，可廣泛應(yīng)用于生物工程微定位、精密裝配等領(lǐng)域；
并且本發(fā)明中的平面位移放大機構(gòu)及圓柱型柔性鉸鏈設(shè)置有多種互換方案，各方案具有相同的與其他零部件結(jié)合的接口，在不需更換定位平臺其他零部件時可方便地互相替換，從而獲得多種構(gòu)型的精密定位平臺，滿足不同需求，提高效率降低成本。
【附圖說明】
[0014]圖1本發(fā)明多構(gòu)型精密定位平臺實施例一；
圖2本發(fā)明實施例一的柔性支鏈結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3本發(fā)明實施例一的動平臺結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4本發(fā)明實施例一的基座結(jié)構(gòu)不意圖；
圖5杠桿式平面位移放大機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6橋式平面位移放大機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7本發(fā)明的多構(gòu)型精密定位平臺實施例二；
圖8本發(fā)明的多構(gòu)型精密定位平臺實施例三。
[0015]圖中:1、動平臺，2、基座，3、柔性支鏈，11、動平臺圓弧槽，21、安裝通孔及定位孔組I，22、安裝通孔及定位孔組11，23、安裝通孔及定位孔組III，31、精密驅(qū)動器，32、平面位移放大機構(gòu)，33、壓緊件I，34、圓柱型柔性鉸鏈，35、壓緊件II，36、定位件I，37、定位件II，321、平面位移放大機構(gòu)圓弧槽，322、螺紋孔組，323、定位孔組。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0017]其中，本發(fā)明以附圖1為基準(zhǔn)，附圖1的左、右、上、下、中心為本發(fā)明的左、右、上、下、中心。應(yīng)注意到的是:除非另外具體說明，否則本實施例中闡述的部件的相對布置、數(shù)值等不限于本發(fā)明的范圍。
[0018]本發(fā)明為一種多構(gòu)型精密定位平臺，如圖1所示，它包括:
上部動平臺1、底部基座2以及連接兩者三條結(jié)構(gòu)相同的柔性支鏈3，三條柔性支鏈3分別與動平臺I及基座2固連，并相對動平臺I的幾何中心軸成軸對稱布置；
如圖2所示，所述每條柔性支鏈3均包括驅(qū)動器31、平面位移放大機構(gòu)32、壓緊件33、圓柱型柔性鉸鏈34、壓緊件35及至少兩個定位件:定位件I 36與定位件II 37 ;
其中，所述平面位移放大機構(gòu)32的位移輸出端、壓緊件I 33、壓緊件II 35及動平臺I上均設(shè)有與圓柱型柔性鉸鏈34直徑相等的圓弧槽，動平臺I上的圓弧槽為動平臺圓弧槽11，如圖3所示；
圓柱型柔性鉸鏈34的一端與平面位移放大機構(gòu)32的位移輸出端及壓緊件I 33上的圓弧槽配合并壓緊、另一端與動平臺I及壓緊件II 35上的圓弧槽配合并壓緊；
如圖4、圖5所示，所述平面位移放大機構(gòu)32底面設(shè)有一組螺紋孔322及一組定位孔323，定位件I 36與定位件II 37位于定位孔323中，基座2上設(shè)有多組標(biāo)準(zhǔn)的通孔及定位孔，調(diào)整平面位移放大機構(gòu)32使底面螺紋孔322及定位件與基座2上通孔及定位孔的其中一組對齊并緊固，以改變精密定位平臺的構(gòu)型，即具有多種構(gòu)型的精密定位平臺；
對于三條柔性支鏈3中的任意一條柔性支鏈3，驅(qū)動器31僅產(chǎn)生沿驅(qū)動軸方向的位移及力驅(qū)動，驅(qū)動器31的驅(qū)動軸在平面位移放大機構(gòu)32的工作平面內(nèi)，則在驅(qū)動器31的驅(qū)動下平面位移放大機構(gòu)32只在自身工作平面內(nèi)發(fā)生變形運