技术新讯 > 微观装置的制造及其处理技术 > 一种嵌入Scott-Russell机构的复合桥式二自由度解耦微位移定位平台  >  正文

一种嵌入Scott-Russell机构的复合桥式二自由度解耦微位移定位平台

  • 国知局
  • 2024-07-27 12:44:08

一种嵌入scott-russell机构的复合桥式二自由度解耦微位移定位平台技术领域1.本发明属于精密微位移驱动技术领域,涉及一种基于压电陶瓷驱动器和二自由度柔性解耦的嵌入scott-russell机构的复合桥式二自由度解耦微位移定位平台。背景技术:2.以压电陶瓷驱动器和柔性机构分别作为微位移驱动和导向部件的精密定位平台在微机电系统、扫描探针显微镜、超精密加工、光学调整以及生物细胞操作等诸多领域有着广泛应用。但压电陶瓷驱动器输出位移较小,输出位移只有其自身长度的0.1%,因此为了满足大位移的应用场合,通常需要借助柔性放大机构来扩大其输出位移。常用的位移放大机构有杠杆式机构和桥式机构等,目前,商业上常用的二自由度微位移定位平台大多只采用桥式机构或者复合桥式机构,这两种机构自身的固有频率较低,且输出端抗拉刚度较小。较低的固有频率会减小机构瞬态响应的速度,增加响应时间;较小的输出端抗拉刚度会增加二自由度微位移定位平台的输出耦合位移。因此,发明具有高固有频率及低输出耦合的二自由度解耦微位移定位平台对于实际应用具有较大的意义。3.中国专利cn106057250a公开了一种二自由度微定位平台,其采用四根圆弧状柔性铰链解耦,整个平台的结构刚度较低,固有频率较低。中国专利cn110310696a公开了一种三级位移放大二自由度柔顺精密定位平台,其采用杠杆机构与半桥式机构,负载能力较低。技术实现要素:4.本发明的目的是提供一种嵌入scott-russell机构的复合桥式二自由度解耦微位移定位平台。本发明为了减少输出耦合,scott-russell机构和双平行四边形导向机构共同作用于二自由度解耦微位移定位工作台的输出端。使用scott-russell机构来代替复合桥式机构的一根桥臂,以提高传统桥式机构的固有频率及其输出端的侧向承载力,后者是为了进一步保证输出端的直线运动。这两种机构保证了消除输出耦合和沿整个运动链的不必要的寄生运动。此外,这种组合设计还有助于提高结构刚度,增加二自由度柔性解耦微位移定位工作台在工作过程中的稳定性。5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:6.一种嵌入scott-russell机构的复合桥式二自由度解耦微位移定位平台,该定位平台包括固定机架、位移输入平台、运动输入机构、嵌入scott-russell机构的复合桥式机构、双平行四边形导向系统及工作平台;7.所述的位移输入平台包括第一位移输入平台、第二位移输入平台、第三位移输入平台及第四位移输入平台,所述的运动输入机构包括第一运动输入机构及第二运动输入机构,并且所述的第一运动输入机构的两端分别连接第一位移输入平台及第二位移输入平台,所述的第二运动输入机构的两端分别连接第三位移输入平台及第四位移输入平台;8.所述的复合桥式机构包括第一复合桥式机构及第二复合桥式机构,所述的第一复合桥式机构、第二复合桥式机构正交放置,并且所述的第一复合桥式机构及第二复合桥式机构的底部均与固定机架传动连接;9.所述的第一运动输入机构通过第一复合桥式机构与双平行四边形导向系统传动连接,所述的第二运动输入机构通过第二复合桥式机构与双平行四边形导向系统传动连接,所述的工作平台与双平行四边形导向系统相连。第一复合桥式机构将第一运动输入机构输出的垂直方向的位移转化为水平方向的位移,第二复合桥式机构将第二运动输入机构输出的水平方向的位移转化为竖直方向的位移。10.进一步地,所述的复合桥式机构含有四组scott-russell机构。四组scott-russell机构分别替换复合桥式机构的四根桥臂。11.进一步地,所述的第一复合桥式机构包括第一柔性铰链、第二柔性铰链、第一刚性杆、第三柔性铰链、第二刚性杆、第四柔性铰链、第三刚性杆、第五柔性铰链、第四刚性杆、第六柔性铰链、第五刚性杆、第七柔性铰链、第六刚性杆、第八柔性铰链、第七刚性杆、第九柔性铰链、第八刚性杆、第十柔性铰链、第九刚性杆、第十一柔性铰链、第十刚性杆、第十二柔性铰链、第十一刚性杆、第十三柔性铰链、第十二刚性杆、第十四柔性铰链、第十三刚性杆、第十五柔性铰链、第十四刚性杆、第十六柔性铰链、第十五刚性杆、第十七柔性铰链、第十八柔性铰链、第十九柔性铰链、第二十柔性铰链、第二十一柔性铰链、第二十二柔性铰链、第二十三柔性铰链、第二十四柔性铰链;12.所述的第一位移输入平台与第一刚性杆、第十刚性杆、第十一刚性杆、第十四刚性杆分别通过第一柔性铰链、第十二柔性铰链、第十七柔性铰链、第二十四柔性铰链相连,所述的第二位移输入平台与第五刚性杆、第六刚性杆、第十二刚性杆、第十三刚性杆分别通过第六柔性铰链、第七柔性铰链、第二十柔性铰链、第二十一柔性铰链相连,所述的第一刚性杆与第二刚性杆、第十五刚性杆分别通过第二柔性铰链、第十三柔性铰链相连,所述的第二刚性杆与第三刚性杆通过第三柔性铰链相连,所述的第三刚性杆与第四刚性杆通过第四柔性铰链相连,所述的第五刚性杆与第四刚性杆、第十五刚性杆分别通过第五柔性铰链、第十四柔性铰链相连,所述的第六刚性杆与第七刚性杆、机架分别通过第八柔性铰链、第十五柔性铰链相连,所述的第七刚性杆与第八刚性杆通过第九柔性铰链相连,所述的第八刚性杆与第九刚性杆通过第十柔性铰链相连,所述的第十刚性杆与第九刚性杆、机架分别通过第十一柔性铰链、第十六柔性铰链相连,所述的第十一刚性杆与第十五刚性杆通过第十八柔性铰链相连,所述的第十二刚性杆与第十五刚性杆通过第十九柔性铰链相连,所述的第十三刚性杆与机架通过第二十二柔性铰链相连,所述的第十四刚性杆与机架通过第二十三柔性铰链相连。13.进一步地,所述的第二复合桥式机构包括第二十五柔性铰链、第二十六柔性铰链、第十六刚性杆、第二十七柔性铰链、第十七刚性杆、第二十八柔性铰链、第十八刚性杆、第二十九柔性铰链、第十九刚性杆、第三十柔性铰链、第二十刚性杆、第三十一柔性铰链、第二十一刚性杆、三十二柔性铰链、第二十二刚性杆、第三十三柔性铰链、第二十三刚性杆、第三十四柔性铰链、第二十四刚性杆、第三十五柔性铰链、第二十五刚性杆、第三十六柔性铰链、第二十六刚性杆、第三十七柔性铰链、第二十七刚性杆、第三十八柔性铰链、第二十八刚性杆、第三十九柔性铰链、第二十九刚性杆、第四十柔性铰链、第三十刚性杆、第四十一柔性铰链、第四十二柔性铰链、第四十三柔性铰链、第四十四柔性铰链、第四十五柔性铰链、第四十六柔性铰链、第四十七柔性铰链、第四十八柔性铰链;14.所述的第三位移输入平台与第十六刚性杆、第二十五刚性杆、第二十六刚性杆、第二十九刚性杆分别通过第二十五柔性铰链、第三十六柔性铰链、第四十一柔性铰链、第四十八柔性铰链传动连接,所述的第四位移输入平台与第二十刚性杆、第二十一刚性杆、第二十七刚性杆、第二十八刚性杆分别通过第三十柔性铰链、第三十一柔性铰链、第四十四柔性铰链、第四十五柔性铰链传动连接,所述的第十六刚性杆与第三十刚性杆、第二十六刚性杆分别通过第二十六柔性铰链、第三十七柔性铰链传动连接,所述的第十七刚性杆与第十八刚性杆通过第二十七柔性铰链传动连接,所述的第十八刚性杆与第十九刚性杆通过第二十八柔性铰链传动连接,所述的第二十刚性杆与第十九刚性杆、第三十刚性杆分别通过第二十九柔性铰链、第三十八柔性铰链传动连接,所述的第二十一刚性杆与第二十二刚性杆、第二机架分别通过第三十二柔性铰链、三十九柔性铰链传动连接,所述的第二十二刚性杆与第二十三刚性杆通过第三十三柔性铰链传动连接,所述的第二十三刚性杆与第二十四刚性杆通过第三十四柔性铰链传动连接,所述的第二十五刚性杆与第二十四刚性杆、第二机架分别通过第三十五柔性铰链、第四十柔性铰链传动连接,所述的第二十六刚性杆与第三十刚性杆通过第四十二柔性铰链传动连接,所述的第二十七刚性杆与第三十刚性杆通过第四十三柔性铰链传动连接,所述的第二十八刚性杆与第二机架通过第四十六柔性铰链传动连接,所述的第二十九刚性杆与第二机架通过第四十七柔性铰链传动连接。15.进一步地,所述的柔性铰链为直角柔性铰链。16.进一步地,所述的双平行四边形导向系统包括十二组双平行四边形导向机构,并且十二组双平行四边形导向机构呈斜镜像对称。17.进一步地,十二组双平行四边形导向机构组成田字形,所述的工作平台位于田字形的中心处。18.进一步地,所述的固定机架包括第一固定机架、第二固定机架、第三固定机架、第四固定机架、第五固定机架及第六固定机架,所述的第一固定机架、第二固定机架分别位于第一复合桥式机构、第二复合桥式机构的底部,所述的第三固定机架、第四固定机架、第五固定机架及第六固定机架分别位于田字形的四角处。19.进一步地,每组双平行四边形导向机构包括一对平行设置的柔性杆。20.优选地,第一组双平行四边形导向机构包括第一柔性杆、第二柔性杆,其中,第十五刚性杆与固定机架通过第一柔性杆以及第二柔性杆相连。第二组双平行四边形导向机构包括第三柔性杆、第四柔性杆,其中,第十五刚性杆与固定机架通过第三柔性杆以及第四柔性杆相连。第三组双平行四边形导向机构包括第五柔性杆、第六柔性杆,其中,第三十二刚性杆与固定机架通过第五柔性杆以及第六柔性杆相连。第四组双平行四边形导向机构包括第七柔性杆、第八柔性杆,其中,第三十二刚性杆与固定机架通过第七柔性杆以及第八柔性杆相连。第五组双平行四边形导向机构包括第九柔性杆、第十柔性杆,其中,第三十二刚性杆与工作平台通过第九柔性杆以及第十柔性杆相连。第六组双平行四边形导向机构包括第十一柔性杆、第十二柔性杆,其中,第十五刚性杆与工作平台通过第十一柔性杆以及第十二柔性杆相连。其余的双平行四边形导向机构以此类推。21.进一步地,所述的运动输入机构为压电陶瓷驱动器。22.本发明的工作原理为:第一运动输入机构施加力于位移输入平台,驱动第一位移输入平台以及第二位移输入平台进行竖直方向上的平移运动,使第一刚性杆、第五刚性杆、第六刚性杆以及第十刚性杆分别绕着第二柔性铰链、第五柔性铰链、第八柔性铰链以及第十一柔性铰链进行转动,使第一刚性杆将第一柔性铰链处的输入位移在第十三柔性铰链处进行放大,使第五刚性杆将第六柔性铰链处的输入位移在第十四柔性铰链处进行放大,使第六刚性杆将第七柔性铰链处的输入位移在第十五柔性铰链处进行放大,使第十刚性杆将第十二柔性铰链处的输入位移在第十六柔性铰链处进行放大。与此同时,使第十一刚性杆将第十七柔性铰链处的输入位移在第十八柔性铰链处放大,使第十二刚性杆将第二十柔性铰链处的输入位移在第十九柔性铰链处放大,使第十三刚性杆将第二十一柔性铰链处的输入位移在第二十二柔性铰链处放大,使第十四刚性杆将第二十四柔性铰链处的输入位移在第二十三柔性铰链处放大。23.经过上述变形,第十五刚性杆将进行水平方向上的平移运动,通过三组双平行四边形导向机构的协同变形,最终在工作平台输出水平方向的放大位移。同理,第二运动输入机构施加力于位移输入平台,驱动第三位移输入平台以及第四位移输入平台进行水平方向上的平移运动,经过一系列变形,第三十刚性杆将进行竖直方向上的平移运动,通过三组双平行四边形导向机构的协同变形,最终在工作平台输出竖直方向的放大位移。24.与现有技术相比,本发明具有以下特点:25.1)本发明使用scott-russell机构替换掉复合桥式机构的桥臂,可以有效提高桥式机构的固有频率以及负载能力。26.2)本发明将嵌入scott-russell机构的两个复合桥式机构正交放置,并在二者的输出端增加了双平行四边形导向机构,可以进一步提高二自由度微定位平台的解耦能力。27.3)本发明采用的直角柔性铰链相比于直角圆和椭圆铰链具有结构形状简单、便于加工、加工成本低等优点。附图说明28.图1为本发明的结构示意图;29.图2为图1中i处的局部放大图;30.图3为图1中ii处的局部放大图;31.图4为本发明的变形原理图;32.图中标记说明:33.1—第一运动输入机构、2—第二运动输入机构、3—第一位移输入平台、4—第二位移输入平台、5—第一刚性杆、6—第二刚性杆、7—第三刚性杆、8—第四刚性杆、9—第五刚性杆、10—第六刚性杆、11—第七刚性杆、12—第八刚性杆、13—第九刚性杆、14—第十刚性杆、15—第十一刚性杆、16—第十二刚性杆、17—第十三刚性杆、18—第十四刚性杆、19—第十五刚性杆、20—第三位移输入平台、21—第四位移输入平台、22—第十六刚性杆、23—第十七刚性杆、24—第十八刚性杆、25—第十九刚性杆、26—第二十刚性杆、27—第二十一刚性杆、28—第二十二刚性杆、29—第二十三刚性杆、30—第二十四刚性杆、31—第二十五刚性杆、32—第二十六刚性杆、33—第二十七刚性杆、34—第二十八刚性杆、35—第二十九刚性杆、36—第三十刚性杆、37—第三十一刚性杆、38—第三十二刚性杆、39—工作平台、40—第一固定机架、41—第二固定机架、42—第三固定机架、43—第四固定机架、44—第五固定机架、45—第六固定机架、46—第一柔性铰链、47—第二柔性铰链、48—第三柔性铰链、49—第四柔性铰链、50—第五柔性铰链、51—第六柔性铰链、52—第七柔性铰链、53—第八柔性铰链、54—第九柔性铰链、55—第十柔性铰链、56—第十一柔性铰链、57—第十二柔性铰链、58—第十三柔性铰链、59—第十四柔性铰链、60—第十五柔性铰链、61—第十六柔性铰链、62—第十七柔性铰链、63—第十八柔性铰链、64—第十九柔性铰链、65—第二十柔性铰链、66—第二十一柔性铰链、67—第二十二柔性铰链、68—第二十三柔性铰链、69—第二十四柔性铰链、70—第二十五柔性铰链、71—第二十六柔性铰链、72—第二十七柔性铰链、73—第二十八柔性铰链、74—第二十九柔性铰链、75—第三十柔性铰链、76—第三十一柔性铰链、77—第三十二柔性铰链、78—第三十三柔性铰链、79—第三十四柔性铰链、80—第三十五柔性铰链、81—第三十六柔性铰链、82—第三十七柔性铰链、83—第三十八柔性铰链、84—第三十九柔性铰链、85—第四十柔性铰链、86—第四十一柔性铰链、87—第四十二柔性铰链、88—第四十三柔性铰链、89—第四十四柔性铰链、90—第四十五柔性铰链、91—第四十六柔性铰链、92—第四十七柔性铰链、93—第四十八柔性铰链、94—第一柔性杆、95—第二柔性杆、96—第三柔性杆、97—第四柔性杆、98—第五柔性杆、99—第六柔性杆、100—第七柔性杆、101—第八柔性杆、102—第九柔性杆、103—第十柔性杆、104—第十一柔性杆、105—第十二柔性杆、106—第十三柔性杆、107—第十四柔性杆、108—第十五柔性杆、109—第十六柔性杆、110—第十七柔性杆、111—第十八柔性杆、112—第十九柔性杆、113—第二十柔性杆、114—第二十一柔性杆、115—第二十二柔性杆、116—第二十三柔性杆、117—第二十四柔性杆。具体实施方式34.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。35.实施例:36.一种嵌入scott-russell机构的复合桥式二自由度解耦微位移定位平台,如图1、图2、图3所示,包括固定机架(由第一固定机架40、第二固定机架41、第三固定机架42、第四固定机架43、第五固定机架44和第六固定机架45组成)、位移输入平台(由第一位移输入平台3、第二位移输入平台4、第三位移输入平台20和第四位移输入平台21组成)、运动输入机构(由第一运动输入机构1和第二运动输入机构2组成,本实施例采用压电陶瓷驱动器)、两组嵌入scott-russell机构的复合桥式机构、十二组双平行四边形导向机构。两组嵌入scott-russell机构的复合桥式机构为水平正交放置,十二组双平行四边形导向机构形成斜镜像对称结构,并且第一组嵌入scott-russell机构的复合桥式机构和第二组嵌入scott-russell机构的复合桥式机构的底部均与固定机架传动连接,第一运动输入机构1的两端分别连接第一位移输入平台3和第二位移输入平台4,第二运动输入机构2的两端分别连接第三位移输入平台20和第四位移输入平台21,第一组嵌入scott-russell机构的复合桥式机构将第一运动输入机构1输出的垂直方向的位移转化为水平方向的位移,第二组嵌入scott-russell机构的复合桥式机构将第二运动输入机构2输出的水平方向的位移转化为竖直方向的位移,工作平台39通过第六组双平行四边形导向机构和第十二组双平行四边形导向机构连接在两组嵌入scott-russell机构的复合桥式机构的输出端之间。37.具体结构如下:38.第一组嵌入scott-russell机构的复合桥式机构包括第一位移输入平台3、第一柔性铰链46、第二位移输入平台4、第二柔性铰链47、第一刚性杆5、第三柔性铰链48、第二刚性杆6、第四柔性铰链49、第三刚性杆7、第五柔性铰链50、第四刚性杆8、第六柔性铰链51、第五刚性杆9、第七柔性铰链52、第六刚性杆10、第八柔性铰链53、第七刚性杆11、第九柔性铰链54、第八刚性杆12、第十柔性铰链55、第九刚性杆13、第十一柔性铰链56、第十刚性杆14、第十二柔性铰链57、第十一刚性杆15、第十三柔性铰链58、第十二刚性杆16、第十四柔性铰链59、第十三刚性杆17、第十五柔性铰链60、第十四刚性杆18、第十六柔性铰链61、第十五刚性杆19、第十七柔性铰链62、第十八柔性铰链63、第十九柔性铰链64、第二十柔性铰链65、第二十一柔性铰链66、第二十二柔性铰链67、第二十三柔性铰链68、第二十四柔性铰链69。39.第二组嵌入scott-russell机构的复合桥式机构包括第三位移输入平台20、第二十五柔性铰链70、第四位移输入平台21、第二十六柔性铰链71、第十六刚性杆22、第二十七柔性铰链72、第十七刚性杆23、第二十八柔性铰链73、第十八刚性杆24、第二十九柔性铰链74、第十九刚性杆25、第三十柔性铰链75、第二十刚性杆26、第三十一柔性铰链76、第二十一刚性杆27、三十二柔性铰链77、第二十二刚性杆28、第三十三柔性铰链78、第二十三刚性杆29、第三十四柔性铰链79、第二十四刚性杆30、第三十五柔性铰链80、第二十五刚性杆31、第三十六柔性铰链81、第二十六刚性杆32、第三十七柔性铰链82、第二十七刚性杆33、第三十八柔性铰链83、第二十八刚性杆34、第三十九柔性铰链84、第二十九刚性杆35、第四十柔性铰链85、第三十刚性杆36、第四十一柔性铰链86、第四十二柔性铰链87、第四十三柔性铰链88、第四十四柔性铰链89、第四十五柔性铰链90、第四十六柔性铰链91、第四十七柔性铰链92、第四十八柔性铰链93。40.第一组双平行四边形导向机构包括第十五刚性杆19、第一柔性杆94、第二柔性杆95;第二组双平行四边形导向机构包括第十五刚性杆19、第三柔性杆96、第四柔性杆97;第三组双平行四边形导向机构包括第三十二刚性杆38、第五柔性杆98、第六柔性杆99;第四组双平行四边形导向机构包括第三十二刚性杆38、第七柔性杆100、第八柔性杆101;第五组双平行四边形导向机构包括第三十二刚性杆38、工作平台39、第九柔性杆102、第十柔性杆103;第六组双平行四边形导向机构包括第十五刚性杆19、工作平台39、第十一柔性杆104、第十二柔性杆105;第七组双平行四边形导向机构包括第三十刚性杆36、第十三柔性杆106、第十四柔性杆107;第八组双平行四边形导向机构包括第三十刚性杆36、第十五柔性杆108、第十六柔性杆109;第九组双平行四边形导向机构包括第三十一刚性杆37、第十七柔性杆110、第十八柔性杆111;第十组双平行四边形导向机构包括第三十一刚性杆37、第十九柔性杆112、第二十柔性杆113;第十一组双平行四边形导向机构包括第三十一刚性杆37、工作平台39、第二十一柔性杆114、第二十二柔性杆115;第十二组双平行四边形导向机构包括第三十刚性杆36、工作平台39、第二十三柔性杆116、第二十四柔性杆117。工作平台39与两组嵌入scott-russell机构的复合桥式机构的输出端通过第六组双平行四边形导向机构和第十二组双平行四边形导向机构连接,各柔性铰链均为直角柔性铰链。41.两组嵌入scott-russell机构的复合桥式机构为水平正交放置,十二组双平行四边形导向机构形成斜镜像对称结构。42.第一固定机架40和第二固定机架41分别位于两组嵌入scott-russell机构的复合桥式机构的底部。43.第三固定机架42、第四固定机架43、第五固定机架44和第六固定机架45分布在外部八组双平行四边形导向机构的四个角落连接处。本实施例中,定位平台总体上呈斜镜像对称状。44.第一位移输入平台3与第一刚性杆5、第十刚性杆14、第十一刚性杆15以及第十四刚性杆18分别通过第一柔性铰链46、第十二柔性铰链57、第十七柔性铰链62以及第二十四柔性铰链69传动连接,第二位移输入平台4与第五刚性杆9、第六刚性杆10、第十二刚性杆16以及第十三刚性杆17分别通过第六柔性铰链51、第七柔性铰链52、第二十柔性铰链65以及第二十一柔性铰链66传动连接,第一刚性杆5与第二刚性杆6以及第十五刚性杆19分别通过第二柔性铰链47以及第十三柔性铰链58传动连接,第二刚性杆6与第三刚性杆7通过第三柔性铰链48传动连接,第三刚性杆7与第四刚性杆8通过第四柔性铰链49传动连接,第五刚性杆9与第四刚性杆8以及第十五刚性杆19分别通过第五柔性铰链50以及第十四柔性铰链59传动连接,第六刚性杆10与第七刚性杆11以及第一机架40分别通过第八柔性铰链53以及第十五柔性铰链60传动连接,第七刚性杆11与第八刚性杆12通过第九柔性铰链54传动连接,第八刚性杆12与第九刚性杆13通过第十柔性铰链55传动连接,第十刚性杆14与第九刚性杆13以及第一机架40分别通过第十一柔性铰链56以及第十六柔性铰链61传动连接,第十一刚性杆15与第十五刚性杆19通过第十八柔性铰链63传动连接,第十二刚性杆16与第十五刚性杆19通过第十九柔性铰链64传动连接,第十三刚性杆17与第一机架40通过第二十二柔性铰链67传动连接,第十四刚性杆18与第一机架40通过第二十三柔性铰链68传动连接。45.第三位移输入平台20与第十六刚性杆22、第二十五刚性杆31、第二十六刚性杆32以及第二十九刚性杆35分别通过第二十五柔性铰链70、第三十六柔性铰链81、第四十一柔性铰链86以及第四十八柔性铰链93传动连接,第四位移输入平台21与第二十刚性杆26、第二十一刚性杆27、第二十七刚性杆32以及第二十八刚性杆34分别通过第三十柔性铰链75、第三十一柔性铰链76、第四十四柔性铰链89以及第四十五柔性铰链90传动连接,第十六刚性杆22与第三十刚性杆36以及第二十六刚性杆32分别通过第二十六柔性铰链71以及第三十七柔性铰链87传动连接,第十七刚性杆23与第十八刚性杆24通过第二十七柔性铰链72传动连接,第十八刚性杆24与第十九刚性杆25通过第二十八柔性铰链73传动连接,第二十刚性杆26与第十九刚性杆25以及第三十刚性杆36分别通过第二十九柔性铰链74以及第三十八柔性铰链83传动连接,第二十一刚性杆27与第二十二刚性杆以及第二机架41分别通过第三十二柔性铰链77以及三十九柔性铰链84传动连接,第二十二刚性杆28与第二十三刚性杆29通过第三十三柔性铰链78传动连接,第二十三刚性杆29与第二十四刚性杆30通过第三十四柔性铰链79传动连接,第二十五刚性杆31与第二十四刚性杆30以及第二机架41分别通过第三十五柔性铰链80以及第四十柔性铰链85传动连接,第二十六刚性杆32与第三十刚性杆36通过第四十二柔性铰链87传动连接第二十七刚性杆33与第三十刚性杆36通过第四十三柔性铰链88传动连接第二十八刚性杆34与第二机架41通过第四十六柔性铰链91传动连接,第二十九刚性杆35与第二机架41通过第四十七柔性铰链92传动连接。46.第十五刚性杆19与第三机架42通过第一柔性杆94以及第二柔性杆95传动连接;第十五刚性杆19与第五机架44通过第三柔性杆96以及第四柔性杆97传动连接;第三十二刚性杆38与第三机架42通过第五柔性杆98以及第六柔性杆99传动连接;第三十二刚性杆38与第四机架43通过第七柔性杆100以及第八柔性杆101传动连接;第三十二刚性杆38与工作平台39通过第九柔性杆102以及第十柔性杆103传动连接;第十五刚性杆19与工作平台39通过第十一柔性杆104以及第十二柔性杆105传动连接;第三十刚性杆36与第五机架44通过第十三柔性杆106以及第十四柔性杆107传动连接;第三十刚性杆36与第六机架45通过第十五柔性杆108以及第十六柔性杆109传动连接;第三十一刚性杆37与第六机架45通过第十七柔性杆110以及第十八柔性杆111传动连接;第三十一刚性杆37与第四机架43通过第十九柔性杆112以及第二十柔性杆113传动连接;第三十一刚性杆37与工作平台39通过第二十一柔性杆114与第二十二柔性杆115传动连接;第三十刚性杆36与工作平台39通过第二十三柔性杆116以及第二十四柔性杆117传动连接。47.工作原理为:第一运动输入机构1施加力于位移输入平台,驱动第一位移输入平台3以及第二位移输入平台4进行竖直方向上的平移运动,使第一刚性杆5、第五刚性杆9、第六刚性杆10以及第十刚性杆14分别绕着第二柔性铰链47、第五柔性铰链50、第八柔性铰链53以及第十一柔性铰链56进行转动,使第一刚性杆5将第一柔性铰链处46的输入位移在第十三柔性铰链58处进行放大,使第五刚性杆9将第六柔性铰链51处的输入位移在第十四柔性铰链59处进行放大,使第六刚性杆10将第七柔性铰链52处的输入位移在第十五柔性铰链60处进行放大,使第十刚性杆14将第十二柔性铰链57处的输入位移在第十六柔性铰链61处进行放大。与此同时,使第十一刚性杆15将第十七柔性铰链62处的输入位移在第十八柔性铰链63处放大,使第十二刚性杆16将第二十柔性铰链65处的输入位移在第十九柔性铰链64处放大,使第十三刚性杆17将第二十一柔性铰链66处的输入位移在第二十二柔性铰链67处放大,使第十四刚性18杆将第二十四柔性69铰链处的输入位移在第二十三柔性铰链68处放大。48.经过上述变形,第十五刚性杆19将进行水平方向上的平移运动,通过三组双平行四边形导向机构94-105的协同变形,最终在工作平台39输出水平方向的放大位移。同理,第二运动输入机构2施加力于位移输入平台,驱动第三位移输入平台20以及第四位移输入平台21进行水平方向上的平移运动,经过一系列变形,第三十刚性杆36将进行竖直方向上的平移运动,通过三组双平行四边形导向机构106-117的协同变形,最终在工作平台39输出竖直方向的放大位移。49.变形原理如图4所示。50.本发明依靠嵌入scott-russell机构的复合桥式机构和双平行四边形导向机构,解决了现有技术中固有频率低以及输出耦合高等问题,此外,这种组合设计还有助于提高结构刚度,增加二自由度柔性解耦微位移定位工作台在工作过程中的稳定性。51.上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于上述实施例,本领域技术人员根据本发明的揭示,不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

本文地址:https://www.jishuxx.com/zhuanli/20240726/123297.html

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至 YYfuon@163.com 举报,一经查实,本站将立刻删除。