專利名稱：含環(huán)形彈性副的三自由度微操作臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于制造技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種含環(huán)形彈性副的三自由度微操作臺。
背景技術(shù)：
目前人類研究的科學(xué)領(lǐng)域已深入到我們不能直接感受到的微觀領(lǐng)域，如醫(yī)學(xué)、 生物、光學(xué)、材料和工程等領(lǐng)域，其工作對象越來越小，完成這類工作必須借助于特殊 的工具和手段，因此，微動平臺的研究成為微觀領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。采用柔性鉸鏈的并 聯(lián)微動平臺具有無摩擦、無間隙、響應(yīng)快、結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于染色體切 割、芯片制造、微機(jī)電產(chǎn)品的加工、裝配等細(xì)微操作領(lǐng)域。如美國Texas大學(xué)機(jī)械工程系Hudgens和Tesar等研制了一個(gè)6自由度全并聯(lián) 帶柔性鉸鏈的微動機(jī)器人，日本Tamio TANIKAWA等研制了六自由度微動并聯(lián)機(jī)器人。 國內(nèi)北京航空航天大學(xué)研制了兩級解耦的六自由度串并聯(lián)微操作機(jī)器人和三自由度并 聯(lián)Delta機(jī)構(gòu)的微操作機(jī)器人，哈爾濱工業(yè)大學(xué)先后研制了 6-PSS和6-SPS六自由度并 聯(lián) Stewart 微動機(jī)器人等。在申請?zhí)枮?02117851.8、200510125990.2、200610151113.7、 00100197.3、00100198.1的專利文件中公開了 “可重組模塊化3 6自由度結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián) 微動機(jī)器人”、“一種3-PPTTRS六自由度并聯(lián)精密微動機(jī)器人”、“一種三支鏈六自由 度并聯(lián)柔性鉸鏈微動機(jī)構(gòu)”、“四自由度四軸結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動機(jī)器人”、“三自由度 三軸結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動機(jī)器人”。由于多自由度微操作臺或微動機(jī)器人結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜， 且很難克服各自由度間的運(yùn)動耦合問題，因此在某些需要少自由度的場合，并不適宜采 用上述多自由度定位機(jī)構(gòu)。本發(fā)明引入環(huán)形彈性副構(gòu)造并聯(lián)微操作臺，在結(jié)構(gòu)上具有支 鏈短的特點(diǎn)，因此累計(jì)誤差小，且具有更高的承載能力和更大的剛度，運(yùn)動平臺可以輸 出二維平動和繞垂直于平動平面法線的一維轉(zhuǎn)動，適合于平面內(nèi)的微運(yùn)動高精度控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、累計(jì)誤差小、含環(huán)形彈性副的三自由度微 操作臺。其技術(shù)方案為一種含環(huán)形彈性副的三自由度微操作臺，包括固定平臺、運(yùn)動平臺、微位移驅(qū) 動裝置和連接于固定平臺與運(yùn)動平臺之間的三條支鏈，其特征在于微位移驅(qū)動裝置為 安裝在固定平臺上的三個(gè)，每條支鏈中均包括一個(gè)彈性移動副和一個(gè)環(huán)形彈性副，其中 環(huán)形彈性副的側(cè)壁分別與運(yùn)動平臺和彈性移動副的一側(cè)固定連接，且兩連接處位于過環(huán) 形彈性副中心線的同一平面上，彈性移動副的另一側(cè)的中部與微位移驅(qū)動裝置的驅(qū)動端 固定連接。所述的含環(huán)形彈性副的三自由度微操作臺，三條支鏈均布在運(yùn)動平臺的四周。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)為(1)采用環(huán)形彈性副構(gòu)造運(yùn)動支鏈，簡化 并縮短了運(yùn)動環(huán)節(jié)，大大減少了累計(jì)誤差，具有高精度、動態(tài)特性好等優(yōu)點(diǎn)；(2)三條含有環(huán)形彈性副的運(yùn)動支鏈能夠有效的提高微動平臺的剛度和承載能力，滿足高承載力 下精密加工與定位的要求。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、運(yùn)動平臺2、環(huán)形彈性副3、彈性移動副4、微位移驅(qū)動裝置5、固 定平臺
具體實(shí)施例方式微位移驅(qū)動裝置4為安裝在固定平臺5上的三個(gè)，連接于固定平臺5與運(yùn)動平臺 1之間的三條支鏈均布在運(yùn)動平臺1的四周，每條支鏈中均包括一個(gè)彈性移動副3和一個(gè) 環(huán)形彈性副2，其中環(huán)形彈性副2的側(cè)壁分別與運(yùn)動平臺1和彈性移動副3的一側(cè)固定連 接，且兩連接處位于過環(huán)形彈性副2中心線的同一平面上，彈性移動副3的另一側(cè)的中部 與微位移驅(qū)動裝置4的驅(qū)動端固定連接。
權(quán)利要求
1.一種含環(huán)形彈性副的三自由度微操作臺，包括固定平臺(5)、運(yùn)動平臺(1)、微位 移驅(qū)動裝置(4)和連接于固定平臺(5)與運(yùn)動平臺(1)之間的三條支鏈，其特征在于 微位移驅(qū)動裝置(4)為安裝在固定平臺(5)上的三個(gè)，每條支鏈中均包括一個(gè)彈性移動副 (3)和一個(gè)環(huán)形彈性副(2)，其中環(huán)形彈性副(2)的側(cè)壁分別與運(yùn)動平臺(1)和彈性移動 副(3)的一側(cè)固定連接，且兩連接處位于過環(huán)形彈性副(2)中心線的同一平面上，彈性移 動副(3)的另一側(cè)的中部與微位移驅(qū)動裝置(4)的驅(qū)動端固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含環(huán)形彈性副的三自由度微操作臺，其特征在于三條支 鏈均布在運(yùn)動平臺(1)的四周。
全文摘要
本發(fā)明提供一種含環(huán)形彈性副的三自由度微操作臺，包括固定平臺、運(yùn)動平臺、微位移驅(qū)動裝置和連接于固定平臺與運(yùn)動平臺之間的三條支鏈，其特征在于微位移驅(qū)動裝置為安裝在固定平臺上的三個(gè)，每條支鏈中均包括一個(gè)彈性移動副和一個(gè)環(huán)形彈性副，其中環(huán)形彈性副的側(cè)壁分別與運(yùn)動平臺和彈性移動副的一側(cè)固定連接，且兩連接處位于過環(huán)形彈性副中心線的同一平面上，彈性移動副的另一側(cè)的中部與微位移驅(qū)動裝置的驅(qū)動端固定連接。本發(fā)明引入環(huán)形彈性副構(gòu)造并聯(lián)微操作臺，在結(jié)構(gòu)上具有支鏈短的特點(diǎn)，因此累計(jì)誤差小，且具有更高的承載能力和更大的剛度，運(yùn)動平臺可以輸出二維平動和繞垂直于平動平面法線的一維轉(zhuǎn)動。
文檔編號B23Q1/44GK102009358SQ20101053283
公開日2011年4月13日 申請日期2010年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月5日
發(fā)明者宮金良, 張彥斐, 肖霄, 魏修亭 申請人:山東理工大學(xué)