CN100527281C - 一种整体式柔顺板精密定位平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种整体式柔顺板精密定位平台，包括基座、输出平台、驱动器、驱动器紧固件，还包括柔顺平行四杆机构及平板弹簧；驱动器通过驱动器紧固件紧固在基座上，其输出端顶住平板弹簧的右端，平板弹簧的左端与输出平台相连；柔顺平行四杆机构与基座连成一体，还与输出平台的四个角相连；平板弹簧、基座沿输出平台的运动方向对称分布。本发明能在驱动器位移分辨率和定位精度较低时，通过平板弹簧将驱动器的输出位移大幅缩小并驱动输出平台实现高分辨率运动。本发明性价比高，定位精度达到纳米级，有很好的热稳定性，可应用于扫描隧道显微技术，磁头定位、医疗显微操作等需要精密定位的领域。
Description
技术领域
本发明属于精密定位平台领域，尤其涉及一种能够在低精度驱动器的驱动下获得高精度的位移输出的整体式柔顺板精密定位平台。
背景技术
近年来，精密定位技术得到迅速发展和广泛应用。分辨率和定位精度是精密定位领域十分重要的性能参数。目前，高刚性、快响应的精密定位平台已成为国内外研究的热点。高精度的精密定位系统通常需要高性能驱动器及其控制系统。高性能的驱动器主要有压电陶瓷式、音圈电机式、磁致伸缩式、直线陶瓷电机等类型。这些驱动器精度高，响应快，稳定性好，适用于要求高加速度、快速、高频响应以及高精度定位系统。然而这些精密定位系统价格昂贵，维护成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种整体式柔顺板精密定位平台，该整体式柔顺板精密定位平台结构简单紧凑，成本低，能够在低精度驱动器的驱动下获得高精度的位移输出，定位精度达到纳米级，有很好的热稳定性。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的整体式柔顺板精密定位平台包括基座、输出平台、驱动器、驱动器紧固件，还包括柔顺平行四杆机构及平板弹簧；驱动器通过驱动器紧固件紧固在基座上，其输出端顶住平板弹簧的右端，平板弹簧的左端与输出平台相连；柔顺平行四杆机构与基座连成一体，还与输出平台的四个角相连，保证了高的导向精度，避免了其它方向位移输出的耦合问题；平板弹簧、基座沿输出平台的运动方向对称分布。
所述平板弹簧由柔顺板串连组成，柔顺板呈“弓”或“H”形平行排列，柔顺板的数量和尺寸可以任意变化。
所述驱动器可为微电机、压电马达、电磁、静电等驱动器，也可以通过精密丝杠进行手动调节。
改变平板弹簧的柔顺板数量或者尺寸，可以得到不同定位分辨率的定位系统。如需精确测量平台输出位移，基座上还可以设置传感器实现自动控制。
本发明多个相同平台可以任意组合，实现多个方向的平动自由度。
本发明能在驱动器的位移分辨率和定位精度较低时，通过平板弹簧将驱动器的输出位移大幅缩小并驱动输出平台实现高分辨率运动，从而提高输出位移的分辨率和定位精度。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
(1)由于本发明的平板弹簧能够将驱动器的输出位移大幅缩小，使得平台的定位精度和分辨率大幅度提高，因此整个机构不需要高精度的驱动器及其控制系统，而且控制方便，在开环控制状态下就能得到很高的定位精度，加工方便，成本低，和同类产品相比，具有极高的性价比；
(2)本发明中的平板弹簧和普通弹簧相比，具有更高的工作可靠性，能保证平台为免装配整体对称结构，这种免装配整体式对称结构对平台的定位精度非常重要，同时对称结构能克服热变形对平台定位精度的影响。
附图说明
图1是本发明整体式柔顺板精密定位平台的结构示意图；
图2是本发明整体式柔顺板精密定位平台的平板弹簧的“弓”形结构示意图；
图3是本发明整体式柔顺板精密定位平台的平板弹簧的“H”形结构示意图。
图中：1-基座 2-输出平台 3-驱动器 4-驱动器紧固件 5-平板弹簧6-双柔顺平行四杆机构
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。
如图1所示，本发明的整体式柔顺板精密定位平台包括基座1、输出平台2、驱动器3、驱动器紧固件4，还包括柔顺平行四杆机构6及平板弹簧5；驱动器3通过驱动器紧固件4紧固在基座1上，其输出端顶住平板弹簧5的右端，平板弹簧5的左端与输出平台2相连；柔顺平行四杆机构6与基座1连成一体，还与输出平台2的四个角相连，保证了高的导向精度，避免了其它方向位移输出的耦合问题；平板弹簧5、基座1沿输出平台2的运动方向对称分布。
如图2和3所示，平板弹簧5由柔顺板串连组成，柔顺板呈“弓”或“H”形平行排列，柔顺板的数量和尺寸可以任意变化；驱动器3可为微电机、压电马达、电磁、静电等驱动器，也可以通过精密丝杠进行手动调节；如需精确测量平台输出位移，基座1上还可以设置传感器实现自动控制。
本发明能在驱动器的位移分辨率和定位精度较低时，通过平板弹簧5将驱动器3的输出位移大幅缩小并驱动输出平台2实现高分辨率运动，从而提高输出位移的分辨率和定位精度。
本发明精密定位平台具有很强的性价比，定位精度达到纳米级，具有很好的热稳定性，可广泛应用于扫描隧道显微技术，磁头定位、医疗显微操作等需要精密定位的领域。
Claims (7)
1.一种整体式柔顺板精密定位平台，包括基座(1)、输出平台(2)、驱动器(3)、驱动器紧固件(4)，其特征在于还包括柔顺平行四杆机构(6)及平板弹簧(5)；驱动器(3)通过驱动器紧固件(4)紧固在基座(1)上，其输出端顶住平板弹簧(5)的右端，平板弹簧(5)的左端与输出平台(2)相连；柔顺平行四杆机构(6)与基座(1)连成一体，还与输出平台(2)的四个角相连；平板弹簧(5)、基座(1)沿输出平台(2)的运动方向对称分布。
2.根据权利要求1所述的整体式柔顺板精密定位平台，其特征在于所述平板弹簧(5)由柔顺板串连组成，柔顺板呈“弓”形平行排列。
3.根据权利要求1所述的整体式柔顺板精密定位平台，其特征在于所述平板弹簧(5)由柔顺板串连组成，柔顺板呈“H”形平行排列。
4.根据权利要求2或3所述的整体式柔顺板精密定位平台，其特征在于所述柔顺板的数量和尺寸可以任意变化。
5.根据权利要求1所述的整体式柔顺板精密定位平台，其特征在于所述驱动器(3)为微电机、压电马达、电磁或静电驱动器。
6.根据权利要求1所述的整体式柔顺板精密定位平台，其特征在于所述驱动器(3)是精密丝杠。
7.根据权利要求5或6所述的整体式柔顺板精密定位平台，其特征在于所述基座(1)上还设置有传感器。
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Publications (2)
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| CN1811993A CN1811993A (zh) | 2006-08-02 |
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