[发明专利]基于柔性铰链机构的并联两自由度微位移手动调节平台

说明书

本发明涉及纳米位移和定位技术领域，具体公开了基于柔性铰链机构的并联两自由度微位移手动调节平台，包括两个分别沿X轴和Y轴设置的驱动系统、运动平台、并联铰链机构和固定平台；固定平台通过并联铰链机构与运动平台相连；驱动系统包括运动机构和施力机构，运动机构包括杠杆、推杆、第一连接铰链、第二连接铰链、第三连接铰链，施力机构包括顶丝螺纹副、预紧弹簧；固定平台通过第一连接铰链与杠杆相连，所述顶丝螺纹副包括螺钉和带螺纹孔的固定部，杠杆一端夹设于顶丝螺纹副的螺钉和预紧弹簧之间，顶丝螺纹副的固定部和预紧弹簧一端均固定设置于固定平台上，杠杆另一端通过第二连接铰链与推杆相连；推杆通过第三连接铰链与运动平台相连。

技术领域

本发明纳米位移和定位技术领域，具体公开了基于柔性铰链机构的并联两自由度微位移手动调节平台。

背景技术

随着原子能、航天技术、微电子学、及生物工程等新兴科学技术的发展，超精检测设备、精密光学系统、航天航空等对精密运动定位技术提出了越来越高的要求。先进的半导体芯片制造技术和大规模存储器（硬盘）制造技术的发展更是将纳米位移和定位技术不断推上新的极限。然而精密系统在研发过程中由于受到零件加工质量、实验环境等因素的影响，不可避免会存在安装定位偏心误差，对于高精度的运动定位系统来说，安装偏心误差不能忽视，因此需要设计一种方便且适用于精密系统高精度微位移调节的手动调节平台，手动调整定位误差完成精准定位。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了基于柔性铰链机构的并联两自由度微位移手动调节平台。

本发明采用如下方案实现：基于柔性铰链机构的并联两自由度微位移手动调节平台，包括两个分别沿X轴和Y轴设置的驱动系统、运动平台、并联铰链和固定平台；

所述固定平台通过并联铰链与所述运动平台相连；

驱动系统包括运动机构和施力机构，运动机构包括杠杆、推杆、第一连接铰链、第二连接铰链、第三连接铰链，施力机构包括顶丝螺纹副、预紧弹簧，每一所述驱动系统的施力机构轴线与推杆轴线平行设置，两个驱动系统的推杆分别沿X轴和Y轴设置，两个驱动系统的施力机构分别沿X轴和Y轴设置；所述固定平台通过第一连接铰链与杠杆相连，所述顶丝螺纹副包括螺钉和设有螺纹孔的固定部，杠杆一端夹设于顶丝螺纹副的螺钉和预紧弹簧之间，所述顶丝螺纹副的固定部和所述预紧弹簧一端均固定设置于固定平台上，杠杆另一端通过第二连接铰链与推杆相连；所述推杆通过第三连接铰链与运动平台相连。

当旋转顶丝螺纹副的螺钉时，作用力通过杠杆和推杆传递至运动平台，驱动运动平台沿轴向正方向运动，此时预紧弹簧被杠杆所压缩；当反向旋转顶丝螺纹副的螺钉时，压缩的预紧弹簧对杠杆提供恢复力，驱动运动平台沿轴向反方向运动。设计了沿X轴设置的和沿Y轴设置的施力机构，采用顶丝螺纹副从运动平台一侧提供驱动力，能够实现运动平台沿着X轴和Y轴的微位移调节，节省了调节平台的安装空间，便于调节。

进一步地，所述杠杆包括长臂和短臂，长臂沿X轴或Y轴方向延伸，长臂远离施力机构的一端面连接有短臂，长臂远离施力机构的一端的侧面通过第一连接铰链与固定平台相连，短臂通过推杆与运动平台相连，第二连接铰链设置于长臂与短臂连接的端面远离施力机构的一侧。当顶丝螺纹副的螺钉对长臂施加作用力时，预紧弹簧被压缩，同时短臂移动对推杆施加沿推杆轴向的作用力，实现运动平台沿X轴的微小位移运动。

进一步地，顶丝螺纹副的固定部为螺母或矩形块体。通过固定安装在固定平台上的固定部支撑螺钉。

进一步地，第一连接铰链的中心线与顶丝螺纹副的中心线在XY平面上的投影平行设置；第二连接铰链的中心线与所述运动平台沿轴向的中心线在XY平面上的投影共线；第三连接铰链的中心线与所述运动平台沿轴向的中心线在XY平面上的投影共线。

进一步地，所述推杆受到垂直于推杆轴向的力作用时，所述连接铰链沿铰链较短方向发生形变，所述推杆受到沿推杆轴向的力时，所述连接铰链沿铰链较长方向进行力的传递，实现所述连接铰链对非轴线方向的运动解耦。