[实用新型]一种亚微米级精密柔性微动系统

说明书

本实用新型提供了一种亚微米级精密柔性微动系统，涉及微操作技术领域。亚微米级精密柔性微动系统包括机构本体、驱动器以及二十个直圆型柔性铰链组成柔性铰链机构。微驱动器与机构空心处顶部连接，并通过控制器与电源连接。且基于杠杆原理及柔性导向、传动原理，采用一部分柔性铰链用于保证驱动器在运动过程中不承受横向力及力矩，且不产生非运动方向的附加位移，确保机构本体运动的精密性及平稳性；采用另一部分柔性铰链用于将微动输入机构输入的运动Δu进行精密传动，使得微动输出机构用于输出位移Δv。该机构具备可将直线位移精确输出、定位精度高、不会产生非运动方向附加位移、结构简单、易于控制、运动精度高、性能优良等优点。

技术领域

本实用新型涉及微操作技术领域，具体而言，涉及一种亚微米级精密柔性微动系统。

背景技术

随着高科技领域机械系统需求高精度化及微型化趋势迅速发展，精密以及超精密技术在微电子、数控加工、生物医学等高端技术领域方面得到了广泛的应用。宏微驱动技术由于解决了运动大行程和高精度的矛盾而成为实现精密以及超精密技术的重要手段，广泛应用于生物医学、精密电子、军事等技术领域。

但是，现有技术中提供的微动系统存在精确性与有效性较低的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种亚微米级精密柔性微动系统，基于柔性铰链传动及导向原理，并采用有限元法分别进行了运动性能、强度性能、动态性能分析，分析显示系统最大定位误差值为0.215μm、强度满足设计要求、具有优良的动态性能，同时具有较高的精确性及有效性。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种亚微米级精密柔性微动系统，包括：

机构本体，机构本体具有微动输入机构以及微动输出机构，微动输入机构用于输入运动Δu，微动输出机构用于输出位移Δv；

驱动器，驱动器设置于机构本体，且用于为微动输入机构提供运动位移，微动输入机构在驱动器的驱动作用下用于输入运动Δu；

多个直圆型柔性铰链组成的柔性铰链机构，多个直圆型柔性铰链对称设置于机构本体，且多个直圆型柔性铰链包括第一组柔性铰链与第二组柔性铰链，第一组柔性铰链用于保证驱动器在运动过程中不承受横向力及力矩，且不产生非运动方向的附加位移，确保机构本体运动的精密性及平稳性；第二组柔性铰链用于将微动输入机构输入的运动Δu进行精密传动，使得微动输出机构用于输出位移Δv。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，多个直圆型柔性铰链的数量为二十个，且第一组柔性铰链具有十六个直圆型柔性铰链，第二组柔性铰链具有四个直圆型柔性铰链。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，第一组柔性铰链的十六个直圆型柔性铰链对称分布于驱动器两侧。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，机构本体具有对称设置的第一本体与第二本体，且第一本体上设置有十个直圆型柔性铰链，第二本体上设置有十个直圆型柔性铰链，对称分布的直圆型柔性铰链用于组成双轴柔性铰链，双轴柔性铰链用于保证驱动器不承受非运动的方向的力。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，第一组柔性铰链的十六个直圆型柔性铰链中，其中八个设置于第一本体，另外八个设置于第二本体；第二组柔性铰链的四个直圆型柔性铰链中，其中两个设置于第一本体，另外两个设置于第二本体。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，第一本体与第二本体上均间隔设置有多个固定组件，且第一本体与第二本体上的多个固定组件对称设置。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，固定组件为沉头螺钉，固定组件的个数为九个，其中四个沉头螺钉设置于第一本体，四个沉头螺钉对称设置于第二本体，剩下一个设置于第一本体与第二本体的对称轴上。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，沉头螺钉为M4沉头螺钉。