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[发明专利]一种基于空间寄生运动机构的二自由度粘滑驱动定位平台-CN202211332091.X在审
发明人：王福军;赵效鲁;时贝超;田延岭;张大卫 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-10-28 - 公布日： 2023-01-24 - 主分类号： H02N2/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于空间寄生运动机构的二自由度粘滑驱动定位平台，包括底座，在底座上安装有平行设置的两根x方向交叉滚柱导轨，在两根x方向交叉滚柱导轨上安装有连接架，在连接架上安装有两根y方向交叉滚柱导轨，在两根y方向交叉滚柱导轨上安装有运动平台，运动平台由空间寄生运动机构驱动，空间寄生运动机构设有并联的、沿周向均布的三条支链，且其中一条支链的水平投影沿y方向延伸，每条支链设有从上至下依次串联设置的X形柔性铰链、叶状柔性铰链和双平行叶状柔性铰链，本发明不但具有行程大、精度高、分辨率高和输出解耦的特性，还具有各向同性度好、动态特性好、驱动器少、正反双向运动输出力大的特点。
一种基于空间寄生运动机构自由度驱动定位平台

[发明专利]一种九轴串联式宏微结合装配机器人系统-CN202210575123.2在审
发明人：王福军;时贝超;朴东吉;周萌;田延岭;张大卫 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-05-25 - 公布日： 2022-07-29 - 主分类号： B23P19/00 文献下载
摘要：本发明公开一种九轴串联式宏微结合装配机器人系统，包括六自由度宏动机器人、三自由度微动机器人、转接板、立体显微视觉模块和力感知模块；所述六自由度宏动机器人通过螺栓固定在隔振台上，所述三自由度微动机器人通过所述转接板安装在宏动机器人末端；所述六自由度宏动机器人采用串联协作机器人；三自由度微动机器人的末端通过转接板安装有末端微操作器；所述末端微操作器由四个压电陶瓷驱动器驱动，所述末端操作器的夹爪上粘贴有力感知模块，用于检测夹持力和装配过程中产生的接触力；立体显微视觉模块用于全方位的观测九轴宏微结合装配机器人末端微操作器抓取零件的位姿状态。
一种串联式结合装配机器人系统

[发明专利]一种具有三级放大机构的二自由度折展立体微机械手-CN202010333608.1有效
发明人：王福军;时贝超;张伟;刘柱;霍至琛;田延岭 -专利权人：天津大学
申请日： 2020-04-24 - 公布日： 2022-07-01 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本发明公开一种具有三级放大机构的二自由度折展立体微机械手，由两组相同的三级放大机构沿对称轴折叠组成；三级放大机构包括杠杆位移放大机构Ⅰ、半桥型位移放大机构、杠杆位移放大机构Ⅱ、平行四边形导向机构和基体；基体位于底部，杠杆位移放大机构Ⅱ和半桥型位移放大机构从外到内依次竖向设置于基体上方，半桥型位移放大机构的顶端与杠杆位移放大机构Ⅰ连接，平行四边形导向机构集成于杠杆位移放大机构Ⅱ中；在基体和杠杆机构Ⅰ之间设有压电陶瓷驱动器，杠杆机构Ⅱ设有输出端和输入端；半桥式放大机构的输出端通过连杆和柔性铰链与杠杆位移放大机构Ⅱ的输入端连接；杠杆位移放大机构Ⅱ的输出端与夹爪相连。
一种具有三级放大机构自由度立体微机

[发明专利]具有三级运动放大机构的对称式空间立体微机械手-CN201910201963.0有效
发明人：王福军;时贝超;田延岭;霍至琛;刘守锋;张大卫 -专利权人：天津大学
申请日： 2019-03-18 - 公布日： 2021-12-24 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种具有三级运动放大机构的对称式空间立体微机械手，旨在提供一种体积小、结构紧凑、夹紧力稳定可靠，运动精度高的微机械手。由基座和多个放大夹持模块组成，每个放大夹持模块包括压电陶瓷驱动器、桥型位移放大机构、两个杠杆位移放大机构、Z型梁位移放大机构、两个柔性导向机构和夹爪；压电陶瓷驱动器设置于基座与桥型位移放大机构的活动端之间；压电陶瓷驱动器驱动桥型位移放大机构的活动端，桥型位移放大机构的输出端驱动杠杆位移放大机构的输入端，每个杠杆位移放大机构的输出端分别驱动Z型梁位移放大机构的输入端，Z型梁位移放大机构的输出端与夹爪固定连接。该微机械手结构紧凑，夹紧力稳定可靠，成本低，运动精度高。
具有三级运动放大机构对称空间立体微机

[发明专利]一种非对称二级位移放大柔性微操作机构-CN201810268832.X有效
发明人：刘守锋;王福军;张冠伟;时贝超;田延岭 -专利权人：天津大学
申请日： 2018-03-29 - 公布日： 2021-09-14 - 主分类号： B25J9/10 文献下载
摘要：本发明涉及一种非对称二级位移放大柔性微操作机构，包括基体，压电陶瓷驱动器，SR位移放大机构，平行四边形杠杆放大机构和预紧螺栓，压电陶瓷驱动器通过预紧螺栓安装在基体上，本操作机构仅控制一个钳口的运动，另一个钳口与基体连接固定不动，压电陶瓷驱动器的输出端通过柔性铰链Ⅳ与SR位移放大机构的输入端相连，SR位移放大机构通过柔性铰链Ⅰ与基体相连，SR位移放大机构的输出端通过柔性铰链Ⅱ与平行四边形杠杆放大机构的输入端相连，平行四边形杠杆放大机构输出端通过柔性平行双板机构与钳口相连，柔性平行双板机构上粘贴有金属应变片。本发明采用非对称结构设计可以使微操作机构结构紧凑，实现稳定夹持，克服对称夹持中存在的夹持不同步和不稳定缺点。
一种对称二级位移放大柔性操作机构

[发明专利]具有仿生超疏水结构的微夹持器及其钳口端面的制作方法-CN201910913538.4有效
发明人：杨成娟;王蒙;王福军;时贝超;赵悦超;张大卫 -专利权人：天津大学
申请日： 2019-09-25 - 公布日： 2021-09-10 - 主分类号： B25B11/00 文献下载
摘要：具有仿生超疏水结构的微夹持器及其钳口端面的制作方法，微夹持器，包括有基体和连接在基体上的夹钳，夹钳是由结构相同的左夹件体和右夹件体构成，左夹件和右夹件通过螺丝相对称地固定设置在所述基体上。方法包括：对钳口头的钳口端面进行打磨和清洗，使钳口端面的粗糙度Ra降低到1.5以下，之后使用超声波清洗器依次在丙酮、乙醇和水中各清洗十分钟；用皮秒激光器模仿荷叶表面的微纳复合结构在钳口端面进行二级结构加工；降低微夹持器钳口端面的表面能。本发明夹钳可拆卸，根据工作条件的不同，装配与之对应的夹钳。夹钳末端端面具有的摩擦系数大、粘附力低、自洁、抗腐蚀、抗结冰、抗结霜等特性提高微夹持器的使用性能。
具有仿生疏水结构夹持及其钳口端面制作方法

[发明专利]一种变摩擦力混联式两自由度粘滑驱动精密定位平台-CN201910500124.9有效
发明人：田延岭;霍至琛;王福军;时贝超;梁存满;张大卫 -专利权人：天津大学
申请日： 2019-06-11 - 公布日： 2021-07-06 - 主分类号： G12B5/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种变摩擦力混联式两自由度粘滑驱动精密定位平台，基座上有两个Y向导轨支撑凸台，每个Y向导轨支撑凸台外侧有Y向交叉滚子导轨；基座中间有位移输入机构，采用双平行板式柔性铰链及并联对称结构，中央为方形平台，方形平台中心有Z轴压电陶瓷驱动器，Z轴压电陶瓷驱动器上有球头帽；位移输入机构外侧有相互垂直X轴压电陶瓷驱动器和Y轴压电陶瓷驱动器；中间连接层中心为矩形通孔，设置一对X向导轨支撑凸台，每个X向导轨支撑凸台外侧有X向交叉滚子导轨；方形平台上有摩擦块，摩擦块中心有方形位移台，方形位移台顶端有摩擦垫片。本发明适用于微电子制造、生物医疗工程、微纳操作及超精密加工等领域。
一种摩擦力混联式两自由度驱动精密定位平台

[发明专利]一种步进电机内嵌驱动式二自由度定位平台-CN202110183588.9在审
发明人：王福军;石锐;时贝超;田延岭;张大卫 -专利权人：天津大学
申请日： 2021-02-08 - 公布日： 2021-05-18 - 主分类号： B25J7/00 文献下载
摘要：本发明公开一种步进电机内嵌驱动式二自由度定位平台，包括基座、工作平台、x向定位平台、x向静平台、y向定位平台、y向静平台、贯通式步进电机、滚珠丝杠、交叉滚柱导轨、端盖以及两自由度柔性解耦机构；贯通式步进电机通过螺钉分别内置于x向定位平台下方与y向定位平台下方；x向定位平台与y向定位平台通过交叉滚柱导轨分别置于x向静平台上方与y向静平台上方；x向静平台与y向静平台均设置于基座上；滚珠丝杠安装在x向静平台和y向静平台上并与贯通式步进电机相配合；y向定位平台上安装有导轨，工作平台连接在y向定位平台上方，两自由度柔性解耦机构由上框和下板两部分组成，上框与工作平台连接，下板与x向定位平台连接。
一种步进电机驱动自由度定位平台

[发明专利]一种二自由度压电超声电机驱动的高精度微装配机器人-CN202011065518.5在审
发明人：王福军;时贝超;田延岭;石锐;霍至琛;张大卫 -专利权人：天津大学
申请日： 2020-09-30 - 公布日： 2021-01-12 - 主分类号： H02N2/00 文献下载
摘要：本发明公开一种二自由度压电超声电机驱动的高精度微装配机器人，包括安装底板、摩擦材料、X向运动平台、Y向运动平台、X向导轨、Y向导轨和二自由度超声电机；所述安装底板通过螺栓与隔振平台连接；所述安装底板上设有开有通孔的电机安装座，所述二自由度超声电机通过螺栓安装在所述电机安装座上；所述X向运动平台通过所述X向导轨安装于所述安装底板上；所述Y向运动平台通过所述Y向导轨安装于所述X向运动平台上；所述氧化铝陶瓷材料粘贴在所述Y向运动平台底部，与所述二自由度超声电顶部的驱动足接触形成运动副。
一种自由度压电超声电机驱动高精度装配机器人

[发明专利]一种二自由度微夹持器-CN201810162266.4有效
发明人： 时贝超;王福军;赵兴玉;梁存满;霍至琛;田延岭 -专利权人：天津大学
申请日： 2018-02-27 - 公布日： 2020-11-20 - 主分类号： B25J7/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种二自由度微夹持器，所述微夹持器是采用板材线切割一体成型的非对称式结构，包括差动位移放大机构、杠杆位移放大机构和基体；差动位移放大机构设置于该夹持器中心线的右侧；杠杆位移放大机构设置于微夹持器中心线的左侧；差动位移放大机构设有L型杆件Ⅰ、L型杆件Ⅱ、L型杆件Ⅲ和输入杆件和水平杆件；杠杆位移放大机构与基体采用柔性铰链Ⅲ连接，在杠杆位移放大机构的两端设有输入端和输出端，杠杆位移放大机构的输入端由压电陶瓷驱动器Ⅱ驱动。本发明体积小、结构紧凑、具有两自由度、制造成本低，具有较大的位移放大倍数，能够实现夹持力测量与反馈，能够适用于不同应用领域。
一种自由度夹持

[发明专利]一种驱动器内置式两自由度精密定位平台-CN201810327613.4有效
发明人：霍至琛;王福军;梁存满;时贝超;田延岭;张大卫 -专利权人：天津大学
申请日： 2018-04-12 - 公布日： 2020-10-02 - 主分类号： G12B5/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种驱动器内置式两自由度精密定位平台，该精密定位平台的特点在于采用压电陶瓷驱动和桥式放大结构，实现了较大的工作行程和较高的定位精度；精密定位平台采用驱动器内置的布置形式，增大了精密定位平台的工作面积；精密定位平台采用双平行柔性铰链结构，可实现X、Y方向平动，解耦效果良好。该精密定位平台具有精度高、工作面积大、解耦效果良好、加工方便等特点。
一种驱动器内置自由度精密定位平台

[发明专利]一种带有楔形横纹结构的双关节变截面软体手-CN201810465292.4在审
发明人：刘守锋;赵鹏飞;王福军;时贝超;田延岭 -专利权人：天津大学
申请日： 2018-05-16 - 公布日： 2019-11-26 - 主分类号： B25J15/12 文献下载
摘要：本发明公开了一种带有楔形横纹结构的双关节变截面软体手，其结构包括支架以及三个固定于支架上的软体手指，该软体手具有质量轻，易于控制，价格便宜，制造容易等特点，能够夹持复杂易碎物体，具有很高的柔顺性、安全性和适应性。相比于其他存在的软体手指，该软体手指由于变截面腔室在同等气压下，弯曲更大，响应速度更快，且与人体手指外廓相似等优点。
软体变截面支架人体手指易碎物体柔顺性双关节横纹夹持气压腔室外廓楔形响应制造

[发明专利]一种基于柔顺放大机构的内嵌驱动式恒力微夹持器-CN201811402008.5在审
发明人：王福军;时贝超;梁存满;田延岭;赵兴玉;霍至琛 -专利权人：天津大学
申请日： 2018-11-22 - 公布日： 2019-03-19 - 主分类号： B25J7/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于柔顺放大机构的内嵌驱动式恒力微夹持器，包括两个L型杠杆位移放大机构、恒力机构、输入可动端、基体和两组夹爪；微夹持器为关于中轴线对称的结构，两个L型杠杆位移放大机构分别相对称的设置于微夹持器中轴线的两侧，L型杠杆放大机构上设有输入端和输出端，L型杠杆放大机构的输入端与输入可动端通过柔性铰链Ⅰ连接，输入可动端通过叶型铰链Ⅱ与基体连接，叶型铰链Ⅱ起导向作用；恒力机构设置于输入可动端与基体之间，以保证微夹持器的夹持力恒定；L型杠杆位移放大机构的输出端与夹爪通过螺栓连接相连；基体中部通过螺栓安装有压电陶瓷驱动器。该夹持器具有精度高、结构简单紧凑、应用领域广、可输出恒定夹持力等特点。
微夹持器放大机构可动端位移放大机构柔顺恒力机构夹持力驱动式输出端输入端中轴线恒力夹爪铰链内嵌叶型压电陶瓷驱动器恒定导向作用基体连接螺栓安装螺栓连接柔性铰链输出恒定夹持器两组紧凑对称保证

[发明专利]一种压电驱动式二自由度高精度微操作夹持器-CN201710711845.5有效
发明人： 时贝超;王福军;梁存满;田延岭;张大卫 -专利权人：天津大学
申请日： 2017-08-18 - 公布日： 2019-03-15 - 主分类号： B23P19/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种压电驱动式二自由度高精度微操作夹持器，包括桥型位移放大机构、杠杆放大机构、SR位移放大机构和基体，桥型位移放大机构设有可移动的上横梁和下横梁、连接上横梁和下横梁的左侧四连杆机构和右侧四连杆机构，左侧四连杆机构和右侧四连杆机构均采用柔性铰链Ⅰ连接形成，下横梁的两端分别设有一个与基体连接的柔性平行双板机构Ⅰ；上横梁和下横梁之间设有压电陶瓷驱动器Ⅰ；在桥型位移放大机构的左侧设有由柔性铰链Ⅱ连接形成的平行四边形机构；平行四边形机构的输出端上形成有与平行四边形机构相垂直的连接梁，所述连接梁上设有钳口。本发明具有高精度、响应速度快、制造成本低等特点。
位移放大机构四连杆机构下横梁平行四边形机构上横梁桥型压电驱动式二自由度柔性铰链夹持器连接梁微操作压电陶瓷驱动器杠杆放大机构基体连接平行双板制造成本垂直的可移动输出端钳口响应

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