CN101417424A - 三维平动微操作手 - Google Patents

三维平动微操作手 Download PDF

Info

Publication number
CN101417424A
CN101417424A CNA2008100799023A CN200810079902A CN101417424A CN 101417424 A CN101417424 A CN 101417424A CN A2008100799023 A CNA2008100799023 A CN A2008100799023A CN 200810079902 A CN200810079902 A CN 200810079902A CN 101417424 A CN101417424 A CN 101417424A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parallel
single shaft
operation hand
micro
flexible hinge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2008100799023A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101417424B (zh
Inventor
金振林
高峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yanshan University
Original Assignee
Yanshan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yanshan University filed Critical Yanshan University
Priority to CN2008100799023A priority Critical patent/CN101417424B/zh
Publication of CN101417424A publication Critical patent/CN101417424A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101417424B publication Critical patent/CN101417424B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Micromachines (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种三维平动微操作手，包括基座(1)、工作台(3)和连接两者之间的三条结构相同的驱动分支(2)，其特征：在所述驱动分支(2)中，四根连杆(7，7′，9，9′)分别由四个单轴柔性铰链(8，8′，10，10′)相连构成平行四连杆柔性机构，连杆(7′)通过一对同轴的单轴柔性铰链(11，11′)与工作台(3)相连，连杆(7)通过另外一对同轴的单轴柔性铰链(6，6′)与平行板弹性移动副(5)相连。平行板弹性移动副(5)为框架结构，压电陶瓷微位移器(4)安装在平行板弹性移动副(5)框架结构的中部。本发明具有结构简单与各向同性等优点，能实现无摩擦、无间隙和高分辨率的三维平动微动。

Description

三维平动微操作手
技术领域
本发明涉及一种微电子机械系统(MEMS)领域，特别是涉及一种各向同性的三维微操作手。
背景技术
微操作手作为微电子机械系统(Micro Electro Mechanical System，简称MEMS)研究领域的重要分支，受到国内外学者的高度重视。微操作手运动精细，具有亚微米至纳米级的定位分辨率，在精密机械工程、电子封装、精细化工、光纤对接、生物和遗传工程、材料科学、毫微平面印刷、航空航天等领域中具有广阔的应用前景。目前，多维(大于二维的)微操作手大多采用并联结构，如，哈尔滨工业大学研制了一台六维并联结构微操作手，它是一个六分支PSS副的变异Stewart平台，P副由压电陶瓷水平驱动，全部采用柔性铰链，驱动和检测一体化。北京航空航天大学则研制了一台两级解耦的六维串并混联结构的微操作手，由压电陶瓷驱动，其机构是由上(3RPS机构)、下(3RRR机构)两机构串接而成，它具有上下机构运动解耦，加速度大，可完成粗调、细调两种功能等特点；河北工业大学研制了正交解耦结构六维并联结构微操作手等。上述这些研究成果存在的主要问题是有的各向同性差，有的标定困难，有的位移解耦难。
发明内容
为了克服现有技术存在的上述不足，本发明提供一种三维平动微操作手，这种微操作手具有结构简单、各向同性和算法简单等优点，能实现无摩擦、无间隙和高分辨率的三维平动微动。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：由三条结构相同的驱动分支连于基座与工作台之间，在所述驱动分支中，四根连杆由四个转轴轴线相互平行的单轴柔性铰链相连构成平行四连杆柔性机构，平行四连杆柔性机构中的一对连杆分别通过两个同轴的单轴柔性铰链与工作台和平行板弹性移动副相连。平行板弹性移动副为框架结构，压电陶瓷微位移器安装在平行板弹性移动副框架结构的中部，三条驱动分支对应的与工作台连接的三对同轴的单轴柔性铰链的转轴轴线分别相互垂直，所述基座、工作台、连杆、单轴柔性铰链、平行板弹性移动副在一块弹簧钢上加工而成，也就是说，微操作手的本体是一次加工成型的非组装件。通过三个压电陶瓷微位移器驱动对应的平行板弹性移动副，可实现微操作手工作台的三维的微移动。
本发明的有益效果是：本发明具有结构简单、各向同性和算法简单等优点，能实现无摩擦、无间隙和高分辨率的三维平动微动。本发明在精密机械工程、电子封装、精细化工、光纤对接、生物和遗传工程、材料科学、毫微平面印刷、航空航天等领域中具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是三维平动微操作手结构图；
图2是驱动分支的结构图。
在图1、2中，1.基座，2.驱动分支，3.工作台，4.压电陶瓷微位移器，5.平行板弹性移动副，6、6′、8、8′10、10′、11、11′.单轴柔性铰链，7、7′、9、9′.连杆。
图1是本发明公开的一个实施例，这种三维平动微操作手，由基座1、三条结构相同的驱动分支2和工作台3组成，三条驱动分支2以并联形式连于工作台3与基座1之间。在所述驱动分支2中，四根连杆(7，7′，9，9′)分别由四个单轴柔性铰链(8，8′，10，10′)相连构成平行四连杆柔性机构，连杆7′通过一对同轴的单轴柔性铰链(11，11/)与工作台3相连，连杆7通过另外一对同轴的单轴柔性铰链(6，6′)与平行板弹性移动副5相连；四个单轴柔性铰链(8，8′，10，10′)的转轴轴线相互平行，单轴柔性铰链6的转轴轴线与单轴柔性铰链11的转轴轴线相互平行，单轴柔性铰链6的转轴轴线与单轴柔性铰链8的转轴轴线相互垂直。三条驱动分支2对应的与运工作台3连接的三对同轴的单轴柔性铰链的转轴轴线分别相互垂直；所述基座、工作台、连杆、单轴柔性铰链和平行板弹性移动副在一块弹簧钢上加工而成。

Claims (4)

1.一种三维平动微操作手，包括基座(1)、工作台(3)和连接两者之间的三条结构相同的驱动分支(2)，其特征是：在所述驱动分支(2)中，四根连杆(7，7′，9，9′)分别由四个单轴柔性铰链(8，8′，10，10′)相连构成平行四连杆柔性机构，连杆(7′)通过一对同轴的单轴柔性铰链(11，11′)与工作台(3)相连，连杆(7)通过另外一对同轴的单轴柔性铰链(6，6′)与平行板弹性移动副(5)相连。
2.根据权利要求1所述的三维平动微操作手，其特征是：四个单轴柔性铰链(8，8′，10，10′)的转轴轴线相互平行，单轴柔性铰链(6)的转轴轴线与单轴柔性铰链(11)的转轴轴线相互平行，单轴柔性铰链(6)的转轴轴线与单轴柔性铰链(8)的转轴轴线相互垂直。
3.根据权利要求1或2所述的三维平动微操作手，其特征是：三条驱动分支(2)对应的与工作台(3)连接的三对同轴的单轴柔性铰链的转轴轴线分别相互垂直。
4.根据权利要求1所述的三维平动微操作手，其特征：微操作手的本体是一次加工成型的非组装件。
CN2008100799023A 2008-11-22 2008-11-22 一种三维平动微操作手 Expired - Fee Related CN101417424B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008100799023A CN101417424B (zh) 2008-11-22 2008-11-22 一种三维平动微操作手

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008100799023A CN101417424B (zh) 2008-11-22 2008-11-22 一种三维平动微操作手

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101417424A true CN101417424A (zh) 2009-04-29
CN101417424B CN101417424B (zh) 2010-10-27

Family

ID=40628522

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008100799023A Expired - Fee Related CN101417424B (zh) 2008-11-22 2008-11-22 一种三维平动微操作手

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101417424B (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101813156A (zh) * 2010-04-20 2010-08-25 江苏工业学院 一种柔性高精度空间减振台
CN101733754B (zh) * 2009-12-04 2011-05-04 山东理工大学 三维移动解耦微操作机器人
CN102107370A (zh) * 2010-12-07 2011-06-29 中国商用飞机有限责任公司 补偿机构
CN102446563A (zh) * 2011-09-26 2012-05-09 江苏大学 一种用于超精密定位的三自由度微操作正交并联工作台
CN102756366A (zh) * 2012-06-28 2012-10-31 燕山大学 一种空间解耦三维移动并联微动机构
CN103137216A (zh) * 2013-01-30 2013-06-05 西安交通大学 一种双轴微角摆平台柔性约束结构
CN103722563A (zh) * 2013-12-24 2014-04-16 北京工业大学 平面两自由度柔性并联机械臂
CN105006255A (zh) * 2015-07-28 2015-10-28 昆明理工大学 一种三自由度微定位工作台
CN107492398A (zh) * 2017-09-12 2017-12-19 苏州迈客荣自动化技术有限公司 一种一维微位移台
CN109256174A (zh) * 2018-11-08 2019-01-22 江南大学 高精度空间平动微定位平台
CN111810517A (zh) * 2020-06-11 2020-10-23 广东工业大学 一种基于双轴柔性铰链的空间微位移导向机构
CN113917798A (zh) * 2021-09-22 2022-01-11 哈尔滨工业大学 一种用于工作台z轴方向宏动的运动装置

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101733754B (zh) * 2009-12-04 2011-05-04 山东理工大学 三维移动解耦微操作机器人
CN101813156A (zh) * 2010-04-20 2010-08-25 江苏工业学院 一种柔性高精度空间减振台
CN102107370A (zh) * 2010-12-07 2011-06-29 中国商用飞机有限责任公司 补偿机构
CN102107370B (zh) * 2010-12-07 2012-10-17 中国商用飞机有限责任公司 补偿机构
CN102446563A (zh) * 2011-09-26 2012-05-09 江苏大学 一种用于超精密定位的三自由度微操作正交并联工作台
CN102756366A (zh) * 2012-06-28 2012-10-31 燕山大学 一种空间解耦三维移动并联微动机构
CN103137216A (zh) * 2013-01-30 2013-06-05 西安交通大学 一种双轴微角摆平台柔性约束结构
CN103137216B (zh) * 2013-01-30 2014-07-02 西安交通大学 一种双轴微角摆平台柔性约束结构
CN103722563A (zh) * 2013-12-24 2014-04-16 北京工业大学 平面两自由度柔性并联机械臂
CN105006255A (zh) * 2015-07-28 2015-10-28 昆明理工大学 一种三自由度微定位工作台
CN107492398A (zh) * 2017-09-12 2017-12-19 苏州迈客荣自动化技术有限公司 一种一维微位移台
CN109256174A (zh) * 2018-11-08 2019-01-22 江南大学 高精度空间平动微定位平台
CN111810517A (zh) * 2020-06-11 2020-10-23 广东工业大学 一种基于双轴柔性铰链的空间微位移导向机构
CN113917798A (zh) * 2021-09-22 2022-01-11 哈尔滨工业大学 一种用于工作台z轴方向宏动的运动装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN101417424B (zh) 2010-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101417424B (zh) 一种三维平动微操作手
CN100363157C (zh) 具有全位姿反馈的六自由度微操作机器人
CN202428438U (zh) 一种六自由度并联微动机器人
CN101157216A (zh) 三自由度微操作机器人
CN101531002B (zh) 四维正交结构微纳操作台
CN103021472B (zh) 平面并联式三自由度精密定位工作台
CN103552061B (zh) 一平动两转动并联微动平台
CN103486413B (zh) 三自由度解耦大行程微定位平台
CN102446563A (zh) 一种用于超精密定位的三自由度微操作正交并联工作台
CN106920578A (zh) 二维恒力机构及具有该机构的定位平台
CN109129494B (zh) 一种并联微补偿装置
CN105006255B (zh) 一种三自由度微定位工作台
CN101530999A (zh) 五维正交结构微纳操作台
CN204966059U (zh) 一种三自由度微定位工作台
CN201736217U (zh) 三自由度微操作机器人
CN109256175B (zh) 高精度大行程空间平动微定位平台
CN102708930B (zh) 驱动器浮动的三维无耦合微位移工作台
CN103586863B (zh) 结构对称型平面三自由度并联微动平台
CN101531001A (zh) 三维移动正交结构微纳操作台
CN103395059A (zh) 三自由度柔性拓扑解耦并联微动平台
CN203171265U (zh) 一种二维解耦运动平台
CN104999457A (zh) 一种大行程三自由度微操作机器人
CN1086163C (zh) 六自由度并联解耦结构微动机器人
CN100519097C (zh) 各向同性的三自由度微操作机器人
CN1588556A (zh) 五自由度精密定位平台

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20101027

Termination date: 20131122