[发明专利]一种柔性微动操作机构

摘要

本发明公开一种柔性微动操作机构，基于五杆机构，其特征在于该机构包括两个压电陶瓷驱动器、两个球形接头、三个“7”字形短柔性链、一个刚性连接块、一个柔性平行四边形结构、一个动平台、一个“7”字形长柔性链、一个刚性支撑框和一个底座；刚性支撑框内部按照柔性结构分布要求挖空，除底座外，各部分结构均设计在刚性支撑框空腔的内部，球形接头安装在压电陶瓷驱动器的顶端，压电陶瓷驱动器的尾端通过螺纹刚性固定于刚性支撑框的侧壁上，且使球形接头顶在“7”字形短柔性链腰部，构成赫兹接触；“7”字形短柔性链由两个竖直短梁和其中间的一个“7”字形刚性短梁构成；动平台为半圆形结构，轮廓分为线性侧壁和弧形侧壁两部分。

主权项

一种柔性微动操作机构，基于五杆机构，其特征在于：该机构包括：两个压电陶瓷驱动器、两个球形接头、三个“7”字形短柔性链、一个刚性连接块、一个柔性平行四边形结构、一个动平台、一个“7”字形长柔性链、一个刚性支撑框和一个底座；所述刚性支撑框的内部按照柔性结构分布要求挖空，除所述底座外，上述各部分结构均设计在所述刚性支撑框空腔的内部，所述刚性支撑框的四个边角位置设置四个通孔，刚性支撑框的左、右两侧壁上各开有一个通孔，用于放置所述压电陶瓷驱动器，所述球形接头安装在压电陶瓷驱动器的顶端，压电陶瓷驱动器的尾端通过螺纹刚性固定于刚性支撑框的侧壁上，且使球形接头顶在“7”字形短柔性链腰部，构成赫兹接触；所述“7”字形短柔性链均由两个竖直短梁和其中间的一个“7”字形刚性短梁构成，两个竖直短梁自上而下分布，每个竖直短梁上左右对称开有一组半圆凹槽，每组半圆凹槽为两个，左右对称分布在竖直短梁左右两个侧壁上，三个所述“7”字形短柔性链结构相同，但其中两个设置在所述刚性支撑框的内部左侧，命名为左一短柔性链，左二短柔性链，另外一个设置在所述刚性支撑框的内部右侧，命名为右侧短柔性链，所述左一短柔性链和左二短柔性链相互平行，方向一致，所述右侧短柔性链与所述左二短柔性链关于所述刚性支撑框的中部矩形块的下边缘中线左右对称分布，所述左一短柔性链和左二短柔性链上部的竖直短梁位于所述“7”字形刚性短梁上方，上端连接于所述刚性连接块的下侧面，下端连接于所述“7”字形刚性短梁的上侧面，下部的竖直短梁位于所述“7”字形刚性短梁下方，上端与所述“7”字形刚性短梁尾部连接，下端连接于所述刚性支撑框的空腔内侧壁上，所述右侧短柔性链上部的竖直短梁位于所述“7”字形刚性短梁上方，上端连接于所述“7”字形长柔性链下端，下端连接于所述“7”字形刚性短梁的上侧面，下部的竖直短梁位于所述“7”字形刚性短梁下方，上端与所述“7”字形刚性短梁尾部连接，下端连接于所述刚性支撑框的空腔内侧壁上；所述刚性连接块为三角形结构，刚性连接块的下部边缘与所述两个左侧“7”字形短柔性链上端相连，刚性连接块的右侧边缘与所述柔性平行四边形结构相连，刚性连接块的左侧边缘闲置；所述柔性平行四边形结构设置在所述刚性连接块和所述动平台之间，柔性平行四边形结构倾斜放置，与所述刚性支撑框的下边缘夹角为45°，柔性平行四边形结构的左下端连接于所述刚性连接块的右侧边缘，右上端连接于所述动平台的线性侧壁上，所述柔性平行四边形结构由相互平行的两个倾斜梁组成，分别命名为左倾斜梁和右倾斜梁，所述两个倾斜梁与所述刚性支撑框下边缘夹角均为45°，所述左倾斜梁的上端左右对称开有两个半圆凹槽，所述左倾斜梁的下端也左右对称开有两个半圆凹槽，所述右倾斜梁与所述左倾斜梁的结构一致，所述右倾斜梁的上端左右对称有两个半圆凹槽，所述右倾斜梁的下端也左右对称开有两个半圆凹槽；所述的左、右倾斜梁上分别对称开有的半圆凹槽两个为一组，共四组，四组半圆凹槽的尺寸一致；所述左倾斜梁的上端左右对称开有两个半圆凹槽，所述左倾斜梁的下端也左右对称开有两个半圆凹槽，所述右倾斜梁与所述左倾斜梁结构一致，所述右倾斜梁的上端左右对称开有两个半圆凹槽，所述右倾斜梁的下端也左右对称开有两个半圆凹槽，所述四组半圆凹槽尺寸一致；所述“7”字形长柔性链位于所述动平台和所述右侧“7”字形短柔性链之间，“7”字形长柔性链从上而下由一个竖直短梁和一个“7”字形刚性长梁构成，所述竖直短梁为左右对称设置的两个半圆凹槽，位于“7”字形刚性长梁左端，竖直短梁上端与动平台连接，下端连接于“7”字形刚性长梁左端上侧面，“7”字形刚性长梁左端与所述竖直短梁连接，下端尾部与右侧“7”字形短柔性链上端连接；所述动平台为半圆形结构，动平台的轮廓分为线性侧壁和弧形侧壁两部分，弧形侧壁的长度为所述半圆形结构动平台所对应的圆的半个圆周长的长度，线性侧壁的长度相当于所述半圆形结构动平台所对应的圆的直径长度，所述动平台的线性侧壁与所述柔性平行四边形结构相连，所述动平台的右下部弧形侧壁边缘与所述“7”字形长柔性链上端相连；所述底座为矩形结构，四个边角位置向上凸起四个矩形块，矩形块的中心位置分别设置一个螺纹通孔，所述四个矩形块的尺寸完全一致，四个螺纹通孔的尺寸完全一致，所述刚性支撑框及其内部的柔性结构安装在矩形底座的上方，刚性支撑框上的四个通孔和底座上的四个螺纹通孔分别一一对齐，通过四个螺栓刚性连接。