[发明专利]一体式六自由度精密定位平台

摘要

本发明公开了一种一体式六自由度精密定位平台，包括基座、下平台组件、中间平台组件和上平台组件，本发明采用压电陶瓷制动器使下平台组件实现沿坐标系X和Y方向的直线移动，中间平台组件实现沿坐标系Z方向的直线移动和绕与X轴平行的轴和与Y轴平行轴的旋转摆动，上平台组件实现绕Z轴的转动；能够实现在六个自由度上的精确控制定位，且中间平台组件和下平台组件设计为对称结构，有效消除了轴间位移耦合，同时，该传动平台能实现一体加工，用压电陶瓷驱动器驱动，具备无摩擦、无耦合、高精度、大行程、高分辨率等优点，能够满足纳米科学技术研究中复杂的加工和操作要求。

主权项

一种一体式六自由度精密定位平台，其特征在于：包括基座（1）、下平台组件、中间平台组件和上平台组件，以基座（1）上表面一点为原点、以该平面为XY平面建立空间直角坐标系X‑Y‑Z； 所述下平台组件包括中心设于Z轴的下平台（2）和平行于基座（1）上表面设置并连接于基座（1）与下平台（2）的用于驱动下平台（2）沿X向和Y向平移的至少两个平移驱动装置（3）；所述平移驱动装置（3）包括平移位移放大机构（11a）和平移压电陶瓷驱动器（12a）；所述平移位移放大机构（11a）为由八个刚性连杆首尾依次铰接形成的平面八连杆机构；所述平移压电陶瓷驱动器（12a）的两个工作端分别与平移位移放大机构（11a）中的两根小位移刚性连杆Ⅰ（13a）固定连接；平移位移放大机构（11a）中的一根大位移刚性连杆Ⅰ（14a）固定于基座（1），另一根大位移刚性连杆Ⅰ（14a）通过平行、等长的两个连接体Ⅰ（4）铰接于下平台（2）形成平面四摇杆机构； 所述中间平台组件包括中心设于Z轴的中间平台（5）和垂直于下平台（2）所在平面设置并连接于下平台（2）与中间平台（5）的用于驱动中间平台（5）沿Z向升降和绕与X轴平行的轴和与Y轴平行的轴转动的至少四个升降驱动装置（6）；所述升降驱动装置（6）包括升降位移放大机构（11b）和升降压电陶瓷驱动器（12b）；所述升降位移放大机构（11b）为由八个刚性连杆首尾依次铰接形成的平面八连杆机构；所述升降压电陶瓷驱动器（12b）的两个工作端分别与升降位移放大机构（11b）中的两根小位移刚性连杆Ⅱ（13b）固定连接；升降位移放大机构（11b）中的一根大位移刚性连杆Ⅱ（14b）固定于下平台（2），另一根大位移刚性连杆Ⅱ（14b）通过一个连接体Ⅱ（7）铰接于中间平台（5）； 所述上平台组件包括中心设于Z轴的上平台（8）和平行于中间平台（5）所在平面设置并连接于中间平台（5）与上平台（8）的用于驱动上平台（8）绕Z轴旋转的至少两个旋转驱动装置（9）；所述旋转驱动装置（9）包括旋转位移放大机构（11c）和旋转压电陶瓷驱动器（12c）；所述旋转位移放大机构（11c）为由八个刚性连杆首尾依次铰接形成的平面八连杆机构；所述旋转压电陶瓷驱 动器（12c）的两个工作端分别与旋转位移放大机构（11c）中的两根小位移刚性连杆Ⅲ（13c）固定连接；旋转位移放大机构（11c）中的一根大位移刚性连杆Ⅲ（14c）固定于中间平台（5），另一根大位移刚性连杆Ⅲ（14c）通过一个偏心连接体（10）铰接于上平台（8）。