[实用新型]一种具有单边柔性铰链四杆机构的一维微动平台

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种具有单边柔性铰链四杆机构的一维微动平台，特别是一种可用于一维的大行程精密微位移定位平台。

背景技术

精密微定位技术是先进制造技术领域的重要组成部分，也是21世纪的科技前沿一一纳米技术中的关键技术之一，它的发展是其它尖端技术的基础。常规的微位移定位系统往往采用伺服电机驱动和精密丝杠传动的方案，但这种定位方式由于螺纹间隙和传动摩擦的存在，其定位精度一般只能达到微米级。随着微电子工业、宇航、生物工程等学科的发展，对微位移定位系统提出了更高精度的亚微米甚至纳米级定位要求。

压电陶瓷驱动器具有体积小、出力大、精度和分辨率高以及频响特性好等优点，是实现高精度微位移的理想驱动器，以压电陶瓷作为驱动器的微位移定位系统能够实现亚微米和纳米级定位精度，在现代航空航天、光纤对接、扫描隧道显微镜、机器人、细胞操作、集成电路制造、超精密加工等得到了广泛的应用。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种结构对称、运动耦合低的亚微米和纳米级的具有单边柔性铰链四杆机构的一维微动平台。

本实用新型的技术方案是：

一种具有单边柔性铰链四杆机构的一维微动平台，它包括运动平台(1)、基座(2)、双平行四杆机构、平移杆（3）、支撑块（4）、驱动器（5）、调整螺钉(6)，其特征在于：运动平台(1)通过双平行四杆机构与基座(2) 连接，又与平移杆（3）连接；平移杆（3）通过双边柔性铰链(7)与支撑块（4）连接；驱动器（5）两端分别与基座(2)和支撑块（4）贴合紧靠，并通过调整螺钉(6)调整预压力。

本实用新型采用双平行四杆机构，设计成对称结构，可以有效减小耦合误差。

本技术方案中，为了克服驱动器输出位移相对较小的不足，将双平行四杆机构的两个连杆设计成杠杆式放大机构。

为了保证两个连杆的输入端的位移值和受力相等，驱动器的位移输出端通过双边柔性铰链作用于平移杆的中点。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明设计的精密微位移平台，可利用线切割在一块整体材料上加工而成，保证了运动传递的无间隙、无摩擦、无需润滑、高精度，

所设计的杠杆放大机构放大了驱动器的输出位移，增大了运动平台的行程。

所设计的对称结构保证了运动的直线度。

附图说明

图1是本实用新型的整体示意图。

图2是本实用新型中的双边柔性铰链示意图。

图3是本实用新型中的单边柔性铰链示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例，对本实用新型作进一步的说明：

如图所示1，一种具有单边柔性铰链四杆机构的一维微动平台，它包括运动平台(1)、基座(2)、双平行四杆机构、平移杆（3）、支撑块（4）、驱动器（5）、调整螺钉(6)，运动平台(1)通过双平行四杆机构与基座(2) 连接，又与平移杆（3）连接；平移杆（3）通过双边柔性铰链(7)与支撑块（4）连接；驱动器（5）两端分别与基座(2)和支撑块（4）贴合紧靠，并通过调整螺钉(6)调整预压力。

所述的双平行四杆机构由连杆(8)、连杆(9)、连杆(10)、连杆(11)组成，且对称于平台运动方向X和Y方向；双平行四杆机构通过单边柔性铰链(12)、单边柔性铰链(13)、单边柔性铰链(14)、单边柔性铰链(15)与基座(2)相连，且通过单边柔性铰链(16)、单边柔性铰链(17)、单边柔性铰链(18)、单边柔性铰链(19)与运动平台(1)相连。

所述的连杆(8)、连杆(10)分别通过单边柔性铰链(20)、单边柔性铰链(21) 与平移杆（3）相连，构成杠杆放大机构，其中单边柔性铰链(12)、单边柔性铰链(14)是固定回转端，双边柔性铰链(20)、双边柔性铰链(21)是位移输入端，单边柔性铰链(16)、单边柔性铰链(17)是位移输出端。

所述的驱动器是压电陶瓷驱动器。

所述的整个平台（1）是由一块材料加工而成，且对称于平台运动方向。

所述的柔性铰链是直圆弧型柔性铰链。

所述的驱动器产生位移作用在支撑块（4）上，并通过双边柔性铰链（7）作用在平移杆（3）的中部，使平移杆(3)沿x方向平移，再通过平移杆(3)两端的双边柔性铰链（20）和（21）拉动双平行四杆机构中的连杆(8)和连杆(10)转动，连杆（8）通过单边柔性铰链（16）、连杆（10）通过单边柔性铰链（17）同时推动运动平台(1)移动。