CN101871549B - 三自由度精密定位工作台 - Google Patents

三自由度精密定位工作台 Download PDF

Info

Publication number
CN101871549B
CN101871549B CN2010101930052A CN201010193005A CN101871549B CN 101871549 B CN101871549 B CN 101871549B CN 2010101930052 A CN2010101930052 A CN 2010101930052A CN 201010193005 A CN201010193005 A CN 201010193005A CN 101871549 B CN101871549 B CN 101871549B
Authority
CN
China
Prior art keywords
degree
pedestal
precision
freedom
positioning
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2010101930052A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101871549A (zh
Inventor
王慧
王宏峰
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.)
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
University of Shanghai for Science and Technology
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 University of Shanghai for Science and Technology filed Critical University of Shanghai for Science and Technology
Priority to CN2010101930052A priority Critical patent/CN101871549B/zh
Publication of CN101871549A publication Critical patent/CN101871549A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101871549B publication Critical patent/CN101871549B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Machine Tool Units (AREA)
  • Ladders (AREA)

Abstract

本发明涉及一种三自由度精密定位工作台，包括工作台，放大基座。工作台与放大基台之间通过三个圆柱杆定位。放大基座为三组二级放大机构的互相垂直交叉组合而成。本发明 能达到纳米级定位精度，定位工作台具有很好的可操作性，有效克服三组微位移放大机构之间的输入、输出耦合问题，增加其工作灵活性。

Description

三自由度精密定位工作台
技术领域
本发明涉及一种精密定位工作台，特别是涉及一种可实现沿X、Y、Z方向精密移动的精密定位工作台。 
背景技术
目前，精密定位平台都不具有驱动冗余性能。所谓冗余，就是从安全角度考虑多余的一个量，这个量就是为了保障仪器、设备或某项工作在非正常情况下也能正常运转。如果运动平台处于非正常情况时，将失去一个或数个自由度降低完成任务的能力。因此，可以通过增加一个或数个驱动输入来改善工作台的工作能力，满足避免接近非正常情况的要求。这种冗余精密定位平台能够优化可操作性、改善运动学和动力学特性。另外，现有的三自由度精密定位平台一般均存在输入、输出耦合问题，从而影响了工作精度，增加控制难度。 
发明内容
为克服上述已有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种三自由度精密定位工作台，该定位工作台可同时避免各自由度方向上运动间的干扰，优化可操作度，改善运动学和动力学特性，而且整个定位平台本体是一体的，可以由一块材料加工而成。 
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是： 
一种三自由度精密定位工作台，包括工作平台和放大基座，所述工作平台与放大基座之间通过三个圆柱杆连接，所述的放大基座为三组二级放大机构的互相垂直交叉组合而成。 
所述的圆柱杆由弹簧推动，并受到弹簧的预紧力，圆柱杆可随弹簧的 伸缩在放大基座中移动。 
所述的工作平台在三个相邻面开有互相垂直的内槽。 
所述的二级放大机构是微位移放大机构。 
与现有技术相比，本发明的有益效果可以是： 
本发明采用了三组驱动输入，各驱动输入间互不影响增加了定位工作台的可操作性，可以满足运动学要求，通过增加放大机构的级数还可以扩大定位平台的工作范围；由于采用了柔性铰链6连接，保证了运动传递的无间隙、无摩擦、免润滑、高精度和高稳定性；由于采用了垂直结构，可以有效避免输入、输出的耦合效应，避免积累误差，有效提高工作台的精度；由于工作台通过圆柱杆连接，当圆柱杆推进放大基座内，可将工作台卸下，装配方便。 
本发明不仅能达到纳米级定位精度，而且整个定位工作台本体的可操作度、运动学和动力学特性都能得到很大的改善。精密定位工作台在满足运动学要求的同时，还可以扩大定位工作台的工作范围，增加其工作灵活性，有效克服输入、输出耦合问题。 
附图说明
图1是本发明定位工作台的主视图； 
图2是本发明定位工作台的结构轴测图。 
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式做进一步详细的说明，但不应以此限制本发明的保护范围。 
如附图1、图2所示，本发明的三自由度精密定位工作台，包括工作平台5和放大基座1，所述工作平台5与放大基座1之间通过三个圆柱杆4连接，所述的放大基座1为三组二级放大机构的互相垂直交叉组合而成。 
所述的圆柱杆4由弹簧3推动，并受到弹簧3的预紧力，圆柱杆4可随弹簧3的伸缩在放大基座1中移动。 
所述的工作平台5在三个相邻面开有互相垂直的内槽，用以控制一个自由度方向上的运动，而对另外两个自由度方向上的运动不做约束。 
放大基座中含有三个结构相同空间位置相互垂直的二级放大机构，二级放大机构是微位移放大机构。放大机构由驱动器2提供输入位移，该驱动器2可以是压电陶瓷，通过给压电陶瓷一个电压量，压电陶瓷会给出输入位移。每个放大机构从而确定一个自由度方向上的位移输出。 
本发明采用了三组驱动输入，各驱动输入间互不影响增加了定位工作台的可操作性，可以满足运动学要求，通过增加放大机构的级数还可以扩大定位平台的工作范围；由于采用了柔性铰链6连接，保证了运动传递的无间隙、无摩擦、免润滑、高精度和高稳定性；由于采用了垂直结构，可以有效避免输入、输出的耦合效应，避免积累误差，有效提高工作台的精度；由于工作台通过圆柱杆连接，当圆柱杆推进放大基座内，可将工作台卸下，装配方便。 
本发明能达到纳米级定位精度，定位工作台具有很好的可操作性，有效克服三组微位移放大机构之间的输入、输出耦合问题，增加其工作灵活性。本发明通过采用二级柔性放大机构扩大工作台的运动范围。本精密定位工作台在机械精密加工、微机械手、光学系统定位、医疗与生物学微型操作等领域有广泛应用前景。 
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当视权利要求书所界定范围为准。 

Claims (2)

1.一种三自由度精密定位工作台，包括工作平台(5)和放大基座(1)，其特征在于：所述工作平台(5)与放大基座(1)之间通过三个圆柱杆(4)连接，所述的放大基座(1)为三组二级放大机构的互相垂直交叉组合而成；所述二级放大机构是微位移放大机构；二级放大机构由驱动器(2)提供输入位移；采用柔性铰链(6)连接，保证了运动传递的无间隙、无摩擦、免润滑、高精度和高稳定性；所述工作平台(5)在三个相邻面开有互相垂直的内槽，用以控制一个自由度方向上的运动，而对另外两个自由度方向上的运动不做约束。
2.根据权利要求1所述的三自由度精密定位工作台，其特征在于：所述的圆柱杆(4)由弹簧(3)推动，并受到弹簧(3)的预紧力，圆柱杆(4)可随弹簧(3)的伸缩在放大基座(1)中移动。
CN2010101930052A 2010-06-04 2010-06-04 三自由度精密定位工作台 Expired - Fee Related CN101871549B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010101930052A CN101871549B (zh) 2010-06-04 2010-06-04 三自由度精密定位工作台

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010101930052A CN101871549B (zh) 2010-06-04 2010-06-04 三自由度精密定位工作台

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101871549A CN101871549A (zh) 2010-10-27
CN101871549B true CN101871549B (zh) 2012-06-13

Family

ID=42996573

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010101930052A Expired - Fee Related CN101871549B (zh) 2010-06-04 2010-06-04 三自由度精密定位工作台

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101871549B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102708930B (zh) * 2012-05-29 2013-11-27 合肥工业大学 驱动器浮动的三维无耦合微位移工作台
CN105084309B (zh) * 2015-07-30 2017-03-01 苏州大学张家港工业技术研究院 基于柔性铰链的可调预紧式粘滑驱动定位平台
CN107282948B (zh) * 2016-04-12 2019-03-29 浙江科技学院 一种应用于超精密车削加工的三自由度装置
CN107228263B (zh) * 2017-07-31 2023-09-19 中国工程物理研究院总体工程研究所 土工离心机用六自由度摄像头支座
CN109584947B (zh) * 2018-09-28 2020-11-24 天津大学 基于桥式放大机构的三自由度大行程高精度微定位平台

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2571289A1 (fr) * 1984-10-08 1986-04-11 Forest Line Sa Dispositif d'orientation pour outil
JP2004281644A (ja) * 2003-03-14 2004-10-07 Canon Inc 駆動機構及びそれを用いた露光装置、デバイスの製造方法
JP2005150615A (ja) * 2003-11-19 2005-06-09 Canon Inc ステージおよびステージの制御方法
CN1645518A (zh) * 2004-12-28 2005-07-27 华南理工大学 一种平面三自由度柔顺精密定位平台
CN2758935Y (zh) * 2004-12-28 2006-02-15 华南理工大学 一种平面三自由度精密定位平台
CN2777335Y (zh) * 2005-03-29 2006-05-03 上海微电子装备有限公司 一种三自由度精密定位平台
JP3972001B2 (ja) * 2001-04-16 2007-09-05 ジェ バク ヒー 超精密位置決めシステム
DE112005002970T5 (de) * 2004-11-30 2007-10-25 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Ausrichtungsvorrichtung
CN201168876Y (zh) * 2008-01-04 2008-12-24 华南农业大学 三自由度精密定位工作台
CN201498217U (zh) * 2009-09-30 2010-06-02 江西理工大学 一种空间三平移微动超精密定位平台

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201413642Y (zh) * 2009-06-08 2010-02-24 上海理工大学 三自由度一体式柔性精密定位平台

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2571289A1 (fr) * 1984-10-08 1986-04-11 Forest Line Sa Dispositif d'orientation pour outil
JP3972001B2 (ja) * 2001-04-16 2007-09-05 ジェ バク ヒー 超精密位置決めシステム
JP2004281644A (ja) * 2003-03-14 2004-10-07 Canon Inc 駆動機構及びそれを用いた露光装置、デバイスの製造方法
JP2005150615A (ja) * 2003-11-19 2005-06-09 Canon Inc ステージおよびステージの制御方法
DE112005002970T5 (de) * 2004-11-30 2007-10-25 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Ausrichtungsvorrichtung
CN1645518A (zh) * 2004-12-28 2005-07-27 华南理工大学 一种平面三自由度柔顺精密定位平台
CN2758935Y (zh) * 2004-12-28 2006-02-15 华南理工大学 一种平面三自由度精密定位平台
CN2777335Y (zh) * 2005-03-29 2006-05-03 上海微电子装备有限公司 一种三自由度精密定位平台
CN201168876Y (zh) * 2008-01-04 2008-12-24 华南农业大学 三自由度精密定位工作台
CN201498217U (zh) * 2009-09-30 2010-06-02 江西理工大学 一种空间三平移微动超精密定位平台

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张建瓴等.三自由度精密定位工作台的设计与仿真.《现代制造工程》.2009,(第03期), *
王宏峰等.三自由度压电叠堆微位移放大机构的研究.《现代制造工程》.2010,(第2期), *
闫兵等.三自由度微定位工作台的设计与特性分析.《现代制造工程》.2004,(第12期), *

Also Published As

Publication number Publication date
CN101871549A (zh) 2010-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201413642Y (zh) 三自由度一体式柔性精密定位平台
CN101871549B (zh) 三自由度精密定位工作台
US10239167B2 (en) Stiffness-frequency adjustable XY micromotion stage based on stress stiffening
CN101488371B (zh) 六自由度精密定位平台
CN103225728A (zh) 一种压电陶瓷驱动的二维并联微动平台
CN100484728C (zh) 三平动正交解耦并联微动平台
CN104595642B (zh) 一种二自由度压电驱动纳米定位平台
CN105904443A (zh) 一种运动解耦的两自由度柔顺并联机构
CN102009358B (zh) 含环形弹性副的三自由度微操作台
CN102756366A (zh) 一种空间解耦三维移动并联微动机构
CN100548591C (zh) 一种具有冗余支链的二平动微动平台
CN102182899A (zh) 大行程三平动正交解耦型精密微动平台及其控制方法
CN103302660B (zh) 两自由度变胞机构
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
CN102794664A (zh) 基于桥式柔性铰链的高频超精密加工车床刀架驱动平台
CN103411106A (zh) 一种嵌套式菱形放大二维精密定位平台
CN107378527A (zh) 一种压电驱动式两自由度解耦微摆动平台
CN102682857A (zh) 微动定位平台改变行程范围的装置
CN102069201B (zh) 一种自由曲面超精密车削的两自由度动态误差抵消装置
CN106965133B (zh) 一种可变刚度的三自由度定位平台
CN102059693B (zh) 含方形弹性副的两平动微操作台
CN100566928C (zh) 超精密驱动机构
CN201109120Y (zh) 一种二平动并联结构微定位平台
CN205704162U (zh) 一种运动解耦的两自由度柔顺并联机构
CN202639966U (zh) 基于桥式柔性铰链的高频超精密加工车床刀架驱动平台

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
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120613

Termination date: 20150604

EXPY Termination of patent right or utility model