[实用新型]一种混联正交三自由度定位工作台

说明书

本实用新型公开了一种混联正交三自由度定位工作台，包括机架、柔顺元件、驱动架、压电陶瓷驱动器、工作台和基座。所述的柔顺元件为双轴柔性铰链；具体结构为：将两个柔性薄板串联连接，两个柔性薄板板面相互垂直；三个柔顺元件采取并联布置，且轴线两两正交，相交于工作台中心点；工作台的下表面为工作面。本实用新型将工作平面安排在工作台下表面，放置的工件或重物靠上方柔性元件的拉力支撑，有效地解决了压杆失稳的问题，提高系统承载力。本实用新型的柔性元件可以实现左右弯折、前后弯折和绕竖直方向扭转。本实用新型采用混联柔性系统，既弥补了串联系统由于积累误差而降低精度且承载能力差的缺点，又解决了并联系统工作空间小的问题。

技术领域

本实用新型涉及一种精密定位技术，特别是一种混联微定位工作台。

背景技术

与刚性结构相比，柔顺机构具有结构简单紧凑，便于能量储存转化，无机械摩擦、无间隙、无需润滑、运动平稳、灵敏度高等诸多优点，可实现一定范围的精确变形，越来越得到设计者的青睐，广泛应用于精密工程、仿生机械、生物医疗和航空航天等前沿领域，如超精密加工机床、柔性仿生多足机器人、柔性支架与外科手术工具、变体飞机与柔性自适应机翼等。柔顺机构的出现也恰好满足了定位工作台的需求，因此柔顺机构在定位工作台的设计中也得到大量应用。串联柔性系统操作时会积累误差，定位精度低，承载能力也比较差，难以满足精密定位的要求，并联柔性系统工作空间比较小，因此当同时要求精度高、稳定性好、工作空间大的定位工作台时，纯串联、并联柔性系统都不能满足。由于定位工作台需要满足多个自由度运动，各操作之间容易相互干扰，造成定位偏差，影响精度。此外，当被定位工件重量较大时，依靠柔性元件支撑其重力易造成失稳，无法完成任务要求。

实用新型内容

为解决现有技术存在的上述问题，本实用新型要设计一种能同时满足精度高、工作空间大、各运动相互影响小且能有效避免压杆失稳的混联正交三自由度定位工作台。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种混联正交三自由度定位工作台，包括机架、柔顺元件、驱动架、压电陶瓷驱动器、工作台和基座，所述的柔顺元件包括柔顺元件A、柔顺元件B和柔顺元件C，所述的驱动架包括L型驱动架A、L型驱动架B、L型驱动架C、Z型驱动架A、Z型驱动架B和Z型驱动架C，所述的压电陶瓷驱动器包括压电陶瓷驱动器A、压电陶瓷驱动器B、压电陶瓷驱动器C、压电陶瓷驱动器D、压电陶瓷驱动器E和压电陶瓷驱动器F，所述的机架安装在基座上；

所述的机架为框架结构，由左侧机架、上侧机架和后侧机架组成；

所述的柔顺元件A的两端分别固定在工作台左侧和左侧机架上，所述的柔顺元件B的两端分别固定在工作台上侧和上侧机架上，所述的柔顺元件C的两端分别固定在工作台后侧和后侧机架上，所述的工作台通过柔顺元件B、柔顺元件A和柔顺元件C安装在机架上；

所述的Z型驱动架A安装在左侧机架内侧，位于工作台下边缘处；所述的压电陶瓷驱动器A安装在Z型驱动架A上，压电陶瓷驱动器A的驱动端与工作台左侧面接触；

所述的L型驱动架A安装在左侧机架内侧，位于工作台前边缘处；所述的压电陶瓷驱动器B安装在L型驱动架A上，压电陶瓷驱动器B的驱动端与工作台前侧面接触；

所述的L型驱动架B安装在上侧机架内侧，位于工作台前边缘处；所述的压电陶瓷驱动器C安装在L型驱动架B上，压电陶瓷驱动器C的驱动端与工作台前侧面接触；

所述的L型驱动架C安装在右侧机架内侧，位于工作台右边缘处；所述的压电陶瓷驱动器D安装在L型驱动架C上，压电陶瓷驱动器D的驱动端与工作台右侧面接触；

所述的Z型驱动架B安装在后侧机架内侧，位于工作台右边缘处；所述的压电陶瓷驱动器E安装在Z型驱动架B上，压电陶瓷驱动器E的驱动端与工作台后侧面接触；