CN104793646A - 一种基于柔性片体的六自由度并联精密调整装置 - Google Patents

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Abstract

本发明一种基于柔性片体的六自由度并联精密调整装置，属于精密调整技术领域，解决了现有技术承载负载能力弱、定位精度较低、装配难度大且无法在真空环境中使用的技术问题；本发明包括运动平台、基座平台和多组支杆组件；每两组支杆组件为一对，且每对中的两组支杆组件成一定角度；多对支杆组件圆周均布在运动平台与基座平台之间，每个支杆组件的一端与运动平台螺钉连接，另一端与基座平台螺钉连接；本装置承载能力强，且定位精度高。

Description

一种基于柔性片体的六自由度并联精密调整装置
技术领域
本发明属于精密调整技术领域，具体涉及一种基于柔性片体的六自由度并联精密调整装置。
背景技术
多自由度精密调整技术广泛应用于各个领域。调整机构一般分为串联调整机构和并联调整机构，传统的调整机构为串联调整机构为主，虽然串联调整机构具有工作空间大和操作灵活等优点，但是存在承载负载能力弱和定位精度较低的技术缺陷，当在实际应用中被调整元件超出一定重量后，传统的串联调整机构已不能满足负载和调整精度的要求。
传统的精密调整机构中的运动副通过刚性元件的相对运动实现转向功能，运动副之间存在回程间隙，刚性元件的相对运动也会产生摩擦，这就在一定程度上降低了调整机构的定位精度和运动分辨率；而且传统的精密调整机构中的运动副装配难度大，造成误差积累，且运动副需要润滑和防尘的要求，无法在真空环境中使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于柔性片体的六自由度并联精密调整装置，解决现有技术承载负载能力弱、定位精度较低、装配难度大且无法在真空环境中使用的技术问题。
本发明一种基于柔性片体的六自由度并联精密调整装置包括运动平台、基座平台和多组支杆组件；每两组支杆组件为一对，且每对中的两组支杆组件成一定角度；多对支杆组件圆周均布在运动平台与基座平台之间，每个支杆组件的一端与运动平台螺钉连接，另一端与基座平台螺钉连接。
多组所述支杆组件包括金属支杆、直线位移传感器、夹持固定块、线性位移驱动单元和拉簧；所述金属支杆通过线切割一体加工而成，金属支杆包括支杆Ⅰ1和支杆Ⅰ2，金属杆的两端各有一个运动副，其中一个运动副在支杆Ⅰ1上，另一个运动副在支杆Ⅰ2上，每个运动副由柔性片体Ⅱ和柔性片体Ⅲ正交而成；支杆Ⅰ1和支杆Ⅰ2通过柔性片体Ⅰ相连，线性位移驱动单元的两侧各分布一个拉簧，每个拉簧预紧压缩，每个拉簧的一端与支杆Ⅰ1螺钉连接，另一端与支杆Ⅰ2螺钉连接，直线位移传感器分别与支杆Ⅰ1和支杆Ⅰ2螺钉连接，线性位移驱动单元被夹紧在夹持固定块上，夹持固定块与支杆Ⅰ2为螺钉连接，线性位移驱动单元的输出端顶在支杆Ⅰ1上。
本发明的有益技术效果：本发明的每个运动副由柔性片体Ⅱ和柔性片体Ⅲ正交而成，具有三个自由度，等效于球铰副，本发明的柔性片体Ⅰ等效与一个转动副，有效地避免了运动副之间存在的回程间隙，柔性片体Ⅱ和柔性片体Ⅲ相对运动时也不会产生摩擦；金属支杆是由线切割一体加工而成，不会造成累积误差；三对支杆组件并联分布在运动平台与基座平台之间，承载能力强，且定位精度高。
附图说明
图1为本发明一种基于柔性片体的六自由度并联精密调整装置的结构示意图；
图2为本发明一种基于柔性片体的六自由度并联精密调整装置的支杆组件的结构示意图；
图3为本发明一种基于柔性片体的六自由度并联精密调整装置的支杆组件的剖视图；
其中，1、运动平台，2、基座平台，3、支杆组件，3001、柔性体片Ⅱ，3002、柔性体片Ⅲ，3003、支杆Ⅰ1，3004、直线位移传感器，3005、柔性体片Ⅰ，3006、支杆Ⅰ2，3007、夹持固定块，3008、线性位移驱动单元，3009、拉簧。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步阐述。
参见附图1、附图2和附图3，本发明一种基于柔性片体的六自由度并联精密调整装置包括运动平台1、基座平台2和多组支杆组件3；每两组支杆组件3为一对，且每对中的两组支杆组件成一定角度，但要保证多对支杆组件不发生干涉；多对支杆组件3圆周均布在运动平台1与基座平台2之间，每个支杆组件3的一端与运动平台1螺钉连接，另一端与基座平台2螺钉连接。
多组所述支杆组件3包括金属支杆、直线位移传感器3004、夹持固定块3007、线性位移驱动单元3008和拉簧3009；所述金属支杆通过线切割一体加工而成，金属支杆包括支杆Ⅰ13003和支杆Ⅰ23006，金属杆的两端各有一个运动副，其中一个运动副在支杆Ⅰ13003上，另一个运动副在支杆Ⅰ23006上，每个运动副由柔性片体Ⅱ3001和柔性片体Ⅲ3002正交而成；支杆Ⅰ13003和支杆Ⅰ23006通过柔性片体Ⅰ3005相连，线性位移驱动单元3008的两侧各分布一个拉簧3009，每个拉簧3009预紧压缩，每个拉簧3009的一端与支杆Ⅰ13003螺钉连接，另一端与支杆Ⅰ23006螺钉连接，直线位移传感器3004分别与支杆Ⅰ13003和支杆Ⅰ23006螺钉连接，线性位移驱动单元3008被夹紧在夹持固定块3007上，夹持固定块3007与支杆Ⅰ23006为螺钉连接，线性位移驱动单元3008的输出端顶在支杆Ⅰ13003上。

Claims (2)

1.一种基于柔性片体的六自由度并联精密调整装置，其特征在于，包括运动平台(1)、基座平台(2)和多组支杆组件(3)；每两组支杆组件(3)为一对，且每对中的两组支杆组件成一定角度；多对支杆组件(3)圆周均布在运动平台(1)与基座平台(2)之间，每个支杆组件(3)的一端与运动平台(1)螺钉连接，另一端与基座平台(2)螺钉连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于柔性片体的六自由度并联精密调整装置，其特征在于，多组所述支杆组件(3)包括金属支杆、直线位移传感器(3004)、夹持固定块(3007)、线性位移驱动单元(3008)和拉簧(3009)；所述金属支杆通过线切割一体加工而成，金属支杆包括支杆Ⅰ1(3003)和支杆Ⅰ2(3006)，金属杆的两端各有一个运动副，其中一个运动副在支杆Ⅰ1(3003)上，另一个运动副在支杆Ⅰ2(3006)上，每个运动副由柔性片体Ⅱ(3001)和柔性片体Ⅲ(3002)正交而成；支杆Ⅰ1(3003)和支杆Ⅰ2(3006)通过柔性片体Ⅰ(3005)相连，线性位移驱动单元(3008)的两侧各分布一个拉簧(3009)，每个拉簧(3009)预紧压缩，每个拉簧(3009)的一端与支杆Ⅰ1(3003)螺钉连接，另一端与支杆Ⅰ2(3006)螺钉连接，直线位移传感器(3004)分别与支杆Ⅰ1(3003)和支杆Ⅰ2(3006)螺钉连接，线性位移驱动单元(3008)被夹紧在夹持固定块(3007)上，夹持固定块(3007)与支杆Ⅰ2(3006)为螺钉连接，线性位移驱动单元(3008)的输出端顶在支杆Ⅰ1(3003)上。
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