[发明专利]一种基于柔性放大机构的三自由度运动平台

说明书

本申请公开了一种基于柔性放大机构的三自由度运动平台，采用压电陶瓷配合弧形柔性放大机构实现微位移放大，结构简单，具有响应速度快和控制方便的效果；同时，采用弧形柔性放大机构，能够使得基于柔性放大机构的三自由度运动平台的运动结构更加紧凑，有效地降低了装置的占地面积，能够同时满足响应速度快、控制方便和占地面积小的要求，解决了现有的缺少一种容易控制、响应速度快又占地面积小的位移放大机构的技术问题。

技术领域

本申请涉及位移放大机构技术领域，尤其涉及一种基于柔性放大机构的三自由度运动平台。

背景技术

压电陶瓷驱动器具有位移分辨率高、驱动力大、响应速度快、不受磁场干扰、结构简单等优点，因此其在微定位平台领域具有广泛的应用前景。

然而压电陶瓷伸长量有限，对于在5-30μm的输出运动范围，压电陶瓷驱动器可单独完成运动，无需借助其他设备，但是在执行系统输出要达到毫米甚至厘米级的领域，单一的依靠压电陶瓷驱动器完成作业是没法实现的。因此必须借助微位移放大机构来实现柔性铰链机构输出的微位移的放大和传递，以满足光学定位工作台的行程要求。柔性铰链以其无机械摩擦、无间隙及运动灵敏度高等优点成为光学精密定位平台及仪器研究热点。柔性铰链具有较好的运动特性和输出效果，柔性环节越多的位移放大机构，输出性能难以控制，同时，系统的动态响应速度也越慢；单级放大机构具有较好的输入输出线性关系，同时，响应速度也越快，但是，由于柔性放大机构应用的是杠杆放大原理，因此，柔性铰链的中间环节越少，机构占地面积就越大。

因此，如何设计一种容易控制、响应速度快又占地面积小的位移放大机构，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请提供了一种基于柔性放大机构的三自由度运动平台，用于解决现有的缺少一种容易控制、响应速度快又占地面积小的位移放大机构的技术问题。

本申请提供了一种基于柔性放大机构的三自由度运动平台，包括：弧形柔性放大机构和动平台；

所述弧形柔性放大机构包括：固定座、连杆、第一柔性铰链、第二柔性铰链、第三柔性铰链、压电陶瓷、弧形杠杆和末端；

所述连杆的一端与所述固定座连接，所述连杆的另一端通过所述第二柔性铰链与所述弧形杠杆连接；

所述末端通过所述第一柔性铰链的与所述弧形杠杆连接；

所述固定座、所述连杆、所述第一柔性铰链、所述第二柔性铰链、所述第三柔性铰链、所述弧形杠杆和所述末端一体化连接；

所述压电陶瓷的一端与所述固定座连接，所述压电陶瓷的另一端通过所述第三柔性铰链与所述弧形杠杆连接；

所述末端与所述动平台连接；

所述弧形柔性放大机构的数量为3个，3个所述弧形柔性放大机构以同一个轴心呈120°夹角的螺旋状分布。

优选地，所述基于柔性放大机构的三自由度运动平台还包括：基座；

所述弧形柔性放大机构固定在所述基座上。

优选地，所述第一柔性铰链包括：第一柔性片和第二柔性片；

所述第一柔性片与所述第二柔性片呈十字交叉形式一体化连接。

优选地，所述第一柔性铰链、所述第二柔性铰链和所述第三柔性铰链均为倒圆角柔性铰链。

优选地，所述动平台为圆形动平台。

优选地，所述弧形杠杆的弧度为60°。

优选地，所述动平台上设置有螺栓固定位，所述末端通过螺栓固定在所述螺栓固定位上。

从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：