[发明专利]应用于光电子封装的三自由度柔性并联运动平台

说明书

本发明提供一种三自由度柔性并联运动平台，包括：动平台、定平台和三组相同的驱动机构；每组驱动机构分别固定连接于定平台上，且每组驱动机构的中心之间的连线呈正三角形；每组驱动机构包括刚柔运动支链和驱动部件，刚柔运动支链包括柔性球面副、刚性连杆和柔性转动副，柔性球面副的第一端与动平台固定连接，柔性球面副的第二端与刚性连杆的第一端固定连接，柔性转动副的第一端与驱动部件固定连接，柔性转动副的第二端与刚性连杆的第二端固定连接；动平台绕水平面旋转和/或沿竖直方向移动。本发明提供的三自由度柔性并联运动平台，结构紧凑、布局合理、易于装配，可以实现大行程高精度的位姿调整。

技术领域

本发明涉及光电子封装技术领域，尤其涉及一种应用于光电子封装的三自由度柔性并联运动平台。

背景技术

集成光电子器件是支撑新世纪光纤通信高速发展的核心器件。光电子封装是在视觉设备的引导下，通过多自由度运动平台，将输入、输出阵列光纤和光学芯片进行对准耦合的过程。运动平台是光电子封装系统中对芯片和光纤定位的平台，对光电子封装有着极其重要的作用。在光电子封装过程中，运动平台需要实现两转一移(2R1T)的三自由度大行程运动范围，即两个绕水平(XY面)方向轴线的转动自由度和一个竖直(Z轴)方向的移动自由度，同时还需要实现亚微米级的定位精度。

现有技术中，用于光电子封装的三自由度运动平台，主要包括串联平台和并联平台。

但是，现有技术中的运动平台，尺寸相对较大，且存在不可避免的间隙、摩擦，容易产生累积误差，导致运动精度低的缺陷。而采用柔性铰链连接的运动平台，由于柔性铰链自身变形有限，导致运动的行程较小。

发明内容

本发明的目的是提供一种三自由度柔性并联运动平台，解决了现有技术中的运动平台运动精度低、运动行程小的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种三自由度柔性并联运动平台，其特征在于，包括：

动平台、定平台和三组相同的驱动机构；

每组驱动机构分别固定连接于所述定平台上，且每组驱动机构的中心之间的连线呈正三角形；

每组驱动机构包括刚柔运动支链和驱动部件，所述刚柔运动支链包括柔性球面副、刚性连杆和柔性转动副，所述柔性球面副的第一端与所述动平台固定连接，所述柔性球面副的第二端与所述刚性连杆的第一端固定连接，所述柔性转动副的第一端与所述驱动部件固定连接，所述柔性转动副的第二端与所述刚性连杆的第二端固定连接；

所述动平台绕水平面旋转和/或沿竖直方向移动。

进一步地，所述柔性球面副包括第一连接座、球面副本体和第二连接座；

所述第一连接座设置在所述柔性球面副的第一端；

所述第二连接座设置在所述柔性球面副的第二端；

所述球面副本体呈圆柱形，从所述第一连接座向所述第二连接座方向，所述球面副本体的直径先保持不变，再逐渐减小，再逐渐增大，再保持不变。

进一步地，所述球面副本体与所述第一连接座的连接处呈内圆角，所述球面副本体与所述第二连接座的连接处呈内圆角。

进一步地，所述柔性转动副包括第三连接座、转动副本体和第四连接座；

所述第三连接座设置在所述柔性转动副的第一端；

所述第四连接座设置在所述柔性转动副的第二端；

所述转动副本体呈板状；从所述第三连接座向所述第四连接座方向，所述转动副本体的厚度先保持不变，再逐渐减小，再逐渐增大，再保持不变，所述转动副本体的宽度先逐渐增大，再逐渐减小。