CN108582035A - 应用于光电子封装的三自由度柔性并联运动平台 - Google Patents
应用于光电子封装的三自由度柔性并联运动平台 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种三自由度柔性并联运动平台，包括：动平台、定平台和三组相同的驱动机构；每组驱动机构分别固定连接于定平台上，且每组驱动机构的中心之间的连线呈正三角形；每组驱动机构包括刚柔运动支链和驱动部件，刚柔运动支链包括柔性球面副、刚性连杆和柔性转动副，柔性球面副的第一端与动平台固定连接，柔性球面副的第二端与刚性连杆的第一端固定连接，柔性转动副的第一端与驱动部件固定连接，柔性转动副的第二端与刚性连杆的第二端固定连接；动平台绕水平面旋转和/或沿竖直方向移动。本发明提供的三自由度柔性并联运动平台，结构紧凑、布局合理、易于装配，可以实现大行程高精度的位姿调整。
Description
技术领域
本发明涉及光电子封装技术领域，尤其涉及一种应用于光电子封装的三自由度柔性并联运动平台。
背景技术
集成光电子器件是支撑新世纪光纤通信高速发展的核心器件。光电子封装是在视觉设备的引导下，通过多自由度运动平台，将输入、输出阵列光纤和光学芯片进行对准耦合的过程。运动平台是光电子封装系统中对芯片和光纤定位的平台，对光电子封装有着极其重要的作用。在光电子封装过程中，运动平台需要实现两转一移(2R1T)的三自由度大行程运动范围，即两个绕水平(XY面)方向轴线的转动自由度和一个竖直(Z轴)方向的移动自由度，同时还需要实现亚微米级的定位精度。
现有技术中，用于光电子封装的三自由度运动平台，主要包括串联平台和并联平台。
但是，现有技术中的运动平台，尺寸相对较大，且存在不可避免的间隙、摩擦，容易产生累积误差，导致运动精度低的缺陷。而采用柔性铰链连接的运动平台，由于柔性铰链自身变形有限，导致运动的行程较小。
发明内容
本发明的目的是提供一种三自由度柔性并联运动平台，解决了现有技术中的运动平台运动精度低、运动行程小的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种三自由度柔性并联运动平台，其特征在于，包括：
动平台、定平台和三组相同的驱动机构；
每组驱动机构分别固定连接于所述定平台上，且每组驱动机构的中心之间的连线呈正三角形；
每组驱动机构包括刚柔运动支链和驱动部件，所述刚柔运动支链包括柔性球面副、刚性连杆和柔性转动副，所述柔性球面副的第一端与所述动平台固定连接，所述柔性球面副的第二端与所述刚性连杆的第一端固定连接，所述柔性转动副的第一端与所述驱动部件固定连接，所述柔性转动副的第二端与所述刚性连杆的第二端固定连接；
所述动平台绕水平面旋转和/或沿竖直方向移动。
进一步地，所述柔性球面副包括第一连接座、球面副本体和第二连接座；
所述第一连接座设置在所述柔性球面副的第一端；
所述第二连接座设置在所述柔性球面副的第二端；
所述球面副本体呈圆柱形，从所述第一连接座向所述第二连接座方向，所述球面副本体的直径先保持不变，再逐渐减小，再逐渐增大，再保持不变。
进一步地，所述球面副本体与所述第一连接座的连接处呈内圆角，所述球面副本体与所述第二连接座的连接处呈内圆角。
进一步地，所述柔性转动副包括第三连接座、转动副本体和第四连接座；
所述第三连接座设置在所述柔性转动副的第一端；
所述第四连接座设置在所述柔性转动副的第二端；
所述转动副本体呈板状；从所述第三连接座向所述第四连接座方向，所述转动副本体的厚度先保持不变，再逐渐减小，再逐渐增大，再保持不变，所述转动副本体的宽度先逐渐增大，再逐渐减小。
进一步地，所述转动副本体与所述第三连接座的连接处呈内圆角，所述转动副本体与所述第四连接座的连接处呈内圆角。
进一步地，所述驱动部件包括滑动组件和固定支架，所述滑动组件包括第一滑动件和第二滑动件，所述第一滑动件和所述第二滑动件之间滑动连接，所述第一滑动件在竖直方向滑动；
所述第二滑动件与所述固定支架固定连接；
所述柔性转动副的第一端与所述第一滑动件固定连接；
所述固定支架固定连接于所述定平台上。
进一步地，所述驱动部件还包括压电陶瓷电机，所述压电陶瓷电机与所述固定支架固定连接，用于驱动所述第一滑动件。
进一步地，所述驱动部件还包括光栅尺，所述光栅尺与所述固定支架固定连接，用于检测并反馈所述第一滑动件的行程。
进一步地，所述驱动部件包括弹性件，所述弹性件设置于所述固定支架与所述第一滑动件之间。
本发明提供的三自由度柔性并联运动平台，整体采用了三支链对称分布的并联结构构型，驱动部分采用压电陶瓷电机配合光栅尺垂直驱动，被动关节采用变直径、变厚度变宽度的大长径比柔性铰链，使运动平台的整体结构紧凑、布局合理、装配方便、结构体积小、重量轻，可以实现大行程高精度的位姿调整。
附图说明
图1为依照本发明实施例的三自由度柔性并联运动平台的结构示意图；
图2为依照本发明实施例的动平台的结构示意图；
图3为依照本发明实施例的刚柔运动支链的结构示意图；
图4为依照本发明实施例的柔性球面副的结构示意图；
图5为依照本发明实施例的柔性球面副的俯视图；
图6为依照本发明实施例的柔性转动副的结构示意图；
图7为依照本发明实施例的柔性转动副的正视图；
图8为依照本发明实施例的柔性转动副的俯视图；
图9为依照本发明实施例的驱动部件的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为依照本发明实施例的三自由度柔性并联运动平台的结构示意图，如图1所示，本发明实施例提供一种三自由度柔性并联运动平台，包括：
动平台1、定平台4和三组相同的驱动机构；
每组驱动机构分别固定连接于所述定平台4上，且每组驱动机构的中心之间的连线呈正三角形；
每组驱动机构包括刚柔运动支链2和驱动部件3，所述刚柔运动支链2包括柔性球面副、刚性连杆和柔性转动副，所述柔性球面副的第一端与所述动平台固定连接，所述柔性球面副的第二端与所述刚性连杆的第一端固定连接，所述柔性转动副的第一端与所述驱动部件固定连接，所述柔性转动副的第二端与所述刚性连杆的第二端固定连接；
所述动平台绕水平面旋转和/或沿竖直方向移动。
具体的，本发明实施例提供的三自由度柔性并联运动平台，包括：动平台1、定平台4和三组相同的驱动机构，且自上而下布置。水平面为空间坐标中的XY面，竖直方向为空间坐标中的Z轴方向。
每组驱动机构包括刚柔运动支链2和驱动部件3，刚柔运动支链2包括柔性球面副、刚性连杆和柔性转动副，柔性球面副的第一端与动平台固定连接，例如通过螺钉连接，柔性球面副的第二端与刚性连杆的第一端固定连接，例如通过螺钉连接，柔性转动副的第一端与驱动部件固定连接，例如通过螺钉连接，柔性转动副的第二端与刚性连杆的第二端固定连接，例如通过螺钉连接。
每组驱动机构分别固定连接于所述定平台4上，例如通过螺钉连接，且每组驱动机构的中心之间的连线呈正三角形，即三组相同的刚柔运动支链2采取相邻120°分布，结构受力均匀，力学性能较好，空间分配合理，避免了奇异结构的出现，而且有利于装配，减少了装配误差。同时具有较好的各项同性，能够更好的满足光电子封装过程中的多方面要求，有着较低的制造和维护成本。
在驱动机构的驱动下动平台绕水平面旋转和/或沿竖直方向移动。
图2为依照本发明实施例的动平台的结构示意图，如图2所示，动平台1的形状可设置成正六边形，结构对称，受力均匀。动平台1边缘处与柔性球面副的第一端直接螺钉连接，装配方便，避免了采用转接座而导致的装配误差，降低了精度损失，另外动平台1中间部分采取镂空处理，在保证整体刚性的基础上，减轻了平台整体重量。
本发明提供的三自由度柔性并联运动平台，整体采用了三支链对称分布的并联结构构型，驱动部分采用压电陶瓷电机配合光栅尺垂直驱动，被动关节采用变直径、变厚度变宽度的大长径比柔性铰链，使运动平台的整体结构紧凑、布局合理、装配方便、结构体积小、重量轻，可以实现大行程高精度的位姿调整。
在上述实施例的基础上，进一步地，所述柔性球面副包括第一连接座、球面副本体和第二连接座；
所述第一连接座设置在所述柔性球面副的第一端；
所述第二连接座设置在所述柔性球面副的第二端；
所述球面副本体呈圆柱形，从所述第一连接座向所述第二连接座方向，所述球面副本体的直径先保持不变，再逐渐减小，再逐渐增大，再保持不变。
具体的，图3为依照本发明实施例的刚柔运动支链的结构示意图，如图3所示，刚柔运动支链2包括柔性球面副2-1、刚性连杆2-2和柔性转动副2-3，柔性球面副的第一端与动平台固定连接，柔性球面副的第二端与刚性连杆的第一端固定连接，柔性转动副的第一端与驱动部件固定连接，柔性转动副的第二端与刚性连杆的第二端固定连接。
图4为依照本发明实施例的柔性球面副的结构示意图，图5为依照本发明实施例的柔性球面副的俯视图，如图4和图5所示，柔性球面副2-1包括第一连接座2-1-1、球面副本体2-1-2和第二连接座2-1-3，第一连接座2-1-1设置在柔性球面副2-1的第一端，第二连接座2-1-3设置在柔性球面副2-1的第二端。
优选的，柔性球面副2-1的材料具有良好的机械性能，例如，铍青铜或者高锰钢等。
刚性连杆2-2中间部分呈圆柱形，刚性连杆2-2的第一端呈方块形，刚性连杆2-2的第二端呈方块形。优选的，刚性连杆2-2的材料为轻质金属、合金或者复合材料，例如，铝、碳纤维等。
第二连接座2-1-3设置有与刚性连杆2-2的第一端的方块形相匹配的轴孔，再通过螺钉将第二连接座2-1-3与刚性连杆2-2的第一端固定连接。这样装配方便，更加紧固，提高了连接刚度，减少了误差。
柔性球面副2-1作为被动关节，可以实现X、Y、Z三个转动自由度。
球面副本体2-1-2呈圆柱形，从第一连接座2-1-1向第二连接座2-1-3方向，球面副本体2-1-2的直径先保持不变，再逐渐减小，再逐渐增大，再保持不变。
即柔性球面副2-1整体设计为大长径比的变直径圆角直梁型，圆角直梁型球面副具有更好的结构特征和机械性能，而相对于传统的柔性铰链，将一般的圆角直梁型柔性球面副拉长，拉长部分主要包括两端的等直径区域、中间的圆弧形区域，这样在实现铰链大转角的前提下，使转动中心尽量保持在中间弧形区域，提高了大长径比柔性铰链的转动精度，避免了采取整体等直径形式存在的转动中心偏移过大，转动精度低，以及整体为弧形变直径形式时存在的加工难等问题。
本发明提供的三自由度柔性并联运动平台，整体采用了三支链对称分布的并联结构构型，驱动部分采用压电陶瓷电机配合光栅尺垂直驱动，被动关节采用变直径、变厚度变宽度的大长径比柔性铰链，使运动平台的整体结构紧凑、布局合理、装配方便、结构体积小、重量轻，可以实现大行程高精度的位姿调整。
在以上各实施例的基础上，进一步地，所述球面副本体与所述第一连接座的连接处呈内圆角，所述球面副本体与所述第二连接座的连接处呈内圆角。
具体的，柔性球面副2-1整体设计为大长径比的变直径圆角直梁型的形式，圆角直梁型球面副具有更好的结构特征和机械性能，而相对于传统的柔性铰链，将一般的圆角直梁型柔性球面副拉长，拉长部分主要包括两端的等直径区域、中间的圆弧形区域，并在铰链连接端加工成内圆角，这样在实现铰链大转角的前提下，使转动中心尽量保持在中间弧形区域，提高了大长径比柔性铰链的转动精度，避免了采取整体等直径形式存在的转动中心偏移过大，转动精度低，以及整体为弧形变直径形式时存在的加工难等问题。
本发明提供的三自由度柔性并联运动平台，整体采用了三支链对称分布的并联结构构型，驱动部分采用压电陶瓷电机配合光栅尺垂直驱动，被动关节采用变直径、变厚度变宽度的大长径比柔性铰链，使运动平台的整体结构紧凑、布局合理、装配方便、结构体积小、重量轻，可以实现大行程高精度的位姿调整。
在以上各实施例的基础上，进一步地，所述柔性转动副包括第三连接座、转动副本体和第四连接座；
所述第三连接座设置在所述柔性转动副的第一端；
所述第四连接座设置在所述柔性转动副的第二端；
所述转动副本体呈板状；从所述第三连接座向所述第四连接座方向，所述转动副本体的厚度先保持不变，再逐渐减小，再逐渐增大，再保持不变，所述转动副本体的宽度先逐渐增大，再逐渐减小。
具体的，图6为依照本发明实施例的柔性转动副的结构示意图，图7为依照本发明实施例的柔性转动副的正视图，图8为依照本发明实施例的柔性转动副的俯视图，如图6、7和8所示，所述柔性转动副2-3包括第三连接座2-3-1、转动副本体2-3-2和第四连接座2-3-3，第三连接座2-3-1设置在柔性转动副2-3的第一端，第四连接座2-3-3设置在柔性转动副2-3的第二端。
优选的，柔性转动副2-3的材料具有良好的机械性能，例如，铍青铜或等。
第四连接座2-3-3设置有与刚性连杆2-2的第二端的方块形相匹配的轴孔，再通过螺钉将第四连接座2-3-3与刚性连杆2-2的第二端固定连接。这样装配方便，更加紧固，提高了连接刚度，减少了误差。
柔性转动副2-3同样作为被动关节，仅绕单轴旋转，实现一个转动自由度。
转动副本体2-3-2呈板状；从第三连接座2-3-1向第四连接座2-3-3向方向，转动副本体2-3-2的厚度先保持不变，再逐渐减小，再逐渐增大，再保持不变，转动副本体2-3-2的宽度先逐渐增大，再逐渐减小。
即柔性转动副2-3整体设计为大长径比的变厚度、变宽度圆角直梁型的形式，变厚度具有类似于前面柔性球面副变直径同样的优点，而在下端柔性转动副2-3的两侧边呈弧形变宽度分布，转动副宽度由铰链中心区域向两端逐渐减小，这样有利于增强功能方向(转动轴)的转动能力，降低非功能方向(另外两个非转动轴)的转动能力，提高了转动精度，改善了应力集中的情况，同时铰链的刚度性能得到改善。
本发明提供的三自由度柔性并联运动平台，整体采用了三支链对称分布的并联结构构型，驱动部分采用压电陶瓷电机配合光栅尺垂直驱动，被动关节采用变直径、变厚度变宽度的大长径比柔性铰链，使运动平台的整体结构紧凑、布局合理、装配方便、结构体积小、重量轻，可以实现大行程高精度的位姿调整。
在以上各实施例的基础上，进一步地，所述转动副本体与所述第三连接座的连接处呈内圆角，所述转动副本体与所述第四连接座的连接处呈内圆角。
具体的，柔性转动副2-3整体设计为大长径比的变厚度、变宽度圆角直梁型的形式，变厚度具有类似于前面柔性球面副变直径同样的优点，而在下端柔性转动副2-3的两侧边呈弧形变宽度分布，转动副宽度由铰链中心区域向两端逐渐减小，并在铰链连接端加工成内圆角，这样有利于增强功能方向(转动轴)的转动能力，降低非功能方向(另外两个非转动轴)的转动能力，提高了转动精度，改善了应力集中的情况，同时铰链的刚度性能得到改善。
本发明提供的三自由度柔性并联运动平台，整体采用了三支链对称分布的并联结构构型，驱动部分采用压电陶瓷电机配合光栅尺垂直驱动，被动关节采用变直径、变厚度变宽度的大长径比柔性铰链，使运动平台的整体结构紧凑、布局合理、装配方便、结构体积小、重量轻，可以实现大行程高精度的位姿调整。
在以上各实施例的基础上，进一步地，所述驱动部件包括滑动组件和固定支架，所述滑动组件包括第一滑动件和第二滑动件，所述第一滑动件和所述第二滑动件之间滑动连接，所述第一滑动件在竖直方向滑动；
所述第二滑动件与所述固定支架固定连接；
所述柔性转动副的第一端与所述第一滑动件固定连接；
所述固定支架固定连接于所述定平台上。
具体的，图9为依照本发明实施例的驱动部件的结构示意图，如图9所示，驱动部件3包括滑动组件和固定支架3-6，滑动组件包括第一滑动件3-2-1和第二滑动件3-2-2，第一滑动件3-2-1和第二滑动件3-2-2之间滑动连接，第一滑动件3-2-1在竖直方向滑动。
驱动部件3包括转接座3-4，转接座3-4与第一滑动件3-2-1固定连接。
第二滑动件3-2-2与固定支架3-6固定连接，驱动部件3通过转接座3-4将柔性转动副2-3的第一端与第一滑动件3-2-1固定连接，通过固定支架3-6固定连接于定平台4上。
驱动部件3整体单元竖直布置，合理利用了空间，有利于一个竖直方向的移动自由度和两个绕水平方向轴线的转动自由度运动的实现。驱动部件3整体固定于定平台4上，整体的动态性能较好，同时动平台1的自重和负载对机构的作用被平均分散到三个刚柔运动支链2，动平台1在重力方向的微位移误差很小。滑动组件作为主动关节，构成了竖直运动的直线移动副。
本发明提供的三自由度柔性并联运动平台，整体采用了三支链对称分布的并联结构构型，驱动部分采用压电陶瓷电机配合光栅尺垂直驱动，被动关节采用变直径、变厚度变宽度的大长径比柔性铰链，使运动平台的整体结构紧凑、布局合理、装配方便、结构体积小、重量轻，可以实现大行程高精度的位姿调整。
在以上各实施例的基础上，进一步地，所述驱动部件还包括压电陶瓷电机，所述压电陶瓷电机与所述固定支架固定连接，用于驱动所述第一滑动件。
具体的，驱动部件3还包括压电陶瓷电机3-1，第一滑动件3-2-1由高精度、高分辨率的压电陶瓷电机3-1驱动，由于压电陶瓷电机3-1的工作特性，预紧力的存在使得驱动部件3没有回程间隙，可以保持很高的精度，关键是还具有体积小、重量轻、行程无限制的特点，适合光电子封装工作场合的要求。
本发明提供的三自由度柔性并联运动平台，整体采用了三支链对称分布的并联结构构型，驱动部分采用压电陶瓷电机配合光栅尺垂直驱动，被动关节采用变直径、变厚度变宽度的大长径比柔性铰链，使运动平台的整体结构紧凑、布局合理、装配方便、结构体积小、重量轻，可以实现大行程高精度的位姿调整。
在以上各实施例的基础上，进一步地，所述驱动部件还包括光栅尺，所述光栅尺与所述固定支架固定连接，用于检测并反馈所述第一滑动件的行程。
具体的，驱动部件3还包括光栅尺3-3，光栅尺3-3与固定支架3-6固定连接，用于检测并反馈第一滑动件3-2-1的行程。并且精密光栅尺3-3作为反馈装置，与压电陶瓷电机3-1形成闭环控制，保证驱动部分的精度和行程。
本发明提供的三自由度柔性并联运动平台，整体采用了三支链对称分布的并联结构构型，驱动部分采用压电陶瓷电机配合光栅尺垂直驱动，被动关节采用变直径、变厚度变宽度的大长径比柔性铰链，使运动平台的整体结构紧凑、布局合理、装配方便、结构体积小、重量轻，可以实现大行程高精度的位姿调整。
在以上各实施例的基础上，进一步地，所述驱动部件包括弹性件，所述弹性件设置于所述固定支架与所述第一滑动件之间。
具体的，驱动部件3包括弹性件3-5，例如，弹簧，弹性件3-5作为防下滑装置分别通过两端的挂钩安装在转接座3-4与固定支架3-6之间，防止平台负载和自身重量过大，导致第一滑动件3-2-1下滑，保证了驱动部件3的运动稳定性。
本发明提供的三自由度柔性并联运动平台，整体采用了三支链对称分布的并联结构构型，驱动部分采用压电陶瓷电机配合光栅尺垂直驱动，被动关节采用变直径、变厚度变宽度的大长径比柔性铰链，使运动平台的整体结构紧凑、布局合理、装配方便、结构体积小、重量轻，可以实现大行程高精度的位姿调整。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种三自由度柔性并联运动平台，其特征在于，包括：
动平台、定平台和三组相同的驱动机构；
每组驱动机构固定连接于所述定平台上，且每组驱动机构的中心之间的连线呈正三角形；
每组驱动机构包括刚柔运动支链和驱动部件，所述刚柔运动支链包括柔性球面副、刚性连杆和柔性转动副，所述柔性球面副的第一端与所述动平台固定连接，所述柔性球面副的第二端与所述刚性连杆的第一端固定连接，所述柔性转动副的第一端与所述驱动部件固定连接，所述柔性转动副的第二端与所述刚性连杆的第二端固定连接；
所述动平台绕水平面旋转和/或沿竖直方向移动。
2.根据权利要求1所述的运动平台，其特征在于，所述柔性球面副包括第一连接座、球面副本体和第二连接座；
所述第一连接座设置在所述柔性球面副的第一端；
所述第二连接座设置在所述柔性球面副的第二端；
所述球面副本体呈圆柱形，从所述第一连接座向所述第二连接座方向，所述球面副本体的直径先保持不变，再逐渐减小，再逐渐增大，再保持不变。
3.根据权利要求2所述的运动平台，其特征在于，所述球面副本体与所述第一连接座的连接处呈内圆角，所述球面副本体与所述第二连接座的连接处呈内圆角。
4.根据权利要求1所述的运动平台，其特征在于，所述柔性转动副包括第三连接座、转动副本体和第四连接座；
所述第三连接座设置在所述柔性转动副的第一端；
所述第四连接座设置在所述柔性转动副的第二端；
所述转动副本体呈板状；从所述第三连接座向所述第四连接座方向，所述转动副本体的厚度先保持不变，再逐渐减小，再逐渐增大，再保持不变，所述转动副本体的宽度先逐渐增大，再逐渐减小。
5.根据权利要求4所述的运动平台，其特征在于，所述转动副本体与所述第三连接座的连接处呈内圆角，所述转动副本体与所述第四连接座的连接处呈内圆角。
6.根据权利要求1所述的运动平台，其特征在于，所述驱动部件包括滑动组件和固定支架，所述滑动组件包括第一滑动件和第二滑动件，所述第一滑动件和所述第二滑动件之间滑动连接，所述第一滑动件在竖直方向滑动；
所述第二滑动件与所述固定支架固定连接；
所述柔性转动副的第一端与所述第一滑动件固定连接；
所述固定支架固定连接于所述定平台上。
7.根据权利要求6所述的运动平台，其特征在于，所述驱动部件还包括压电陶瓷电机，所述压电陶瓷电机与所述固定支架固定连接，用于驱动所述第一滑动件。
8.根据权利要求7所述的运动平台，其特征在于，所述驱动部件还包括光栅尺，所述光栅尺与所述固定支架固定连接，用于检测并反馈所述第一滑动件的行程。
9.根据权利要求6-8任一项所述的运动平台，其特征在于，所述驱动部件包括弹性件，所述弹性件设置于所述固定支架与所述第一滑动件之间。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111203857A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-05-29 | 上海交通大学 | 多自由度平移运动的柔性并联机构 |
| CN111331583A (zh) * | 2020-03-20 | 2020-06-26 | 华南理工大学 | 一种齿轮带轮复合式三自由度球面并联机构传动装置 |
| CN112223254A (zh) * | 2020-08-21 | 2021-01-15 | 南京航空航天大学 | 一种并联被动柔顺装置 |
| CN114087275A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-02-25 | 汕头大学 | 一种具有椭圆横断截面的新型双轴柔性铰链 |
| CN114200782A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-03-18 | 哈尔滨工业大学 | 一种柔性二维导向机构 |
| US20220402118A1 (en) * | 2020-04-27 | 2022-12-22 | Wuxi Friedrich Measurement And Control Instruments Co., Ltd | Nanoscale positioning apparatus with large stroke and multiple degrees of freedom and control method thereof |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106426088A (zh) * | 2016-09-13 | 2017-02-22 | 浙江理工大学 | 一种大行程高精度的空间两转动一移动柔顺并联机构 |
-
2018
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106426088A (zh) * | 2016-09-13 | 2017-02-22 | 浙江理工大学 | 一种大行程高精度的空间两转动一移动柔顺并联机构 |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111203857A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-05-29 | 上海交通大学 | 多自由度平移运动的柔性并联机构 |
| CN111203857B (zh) * | 2020-01-16 | 2022-11-29 | 上海交通大学 | 多自由度平移运动的柔性并联机构 |
| CN111331583A (zh) * | 2020-03-20 | 2020-06-26 | 华南理工大学 | 一种齿轮带轮复合式三自由度球面并联机构传动装置 |
| CN111331583B (zh) * | 2020-03-20 | 2024-04-16 | 华南理工大学 | 一种齿轮带轮复合式三自由度球面并联机构传动装置 |
| US20220402118A1 (en) * | 2020-04-27 | 2022-12-22 | Wuxi Friedrich Measurement And Control Instruments Co., Ltd | Nanoscale positioning apparatus with large stroke and multiple degrees of freedom and control method thereof |
| US11911896B2 (en) * | 2020-04-27 | 2024-02-27 | Wuxi Friedrich Measurement And Control Instruments Co., Ltd | Nanoscale positioning apparatus with large stroke and multiple degrees of freedom and control method thereof |
| CN112223254A (zh) * | 2020-08-21 | 2021-01-15 | 南京航空航天大学 | 一种并联被动柔顺装置 |
| CN112223254B (zh) * | 2020-08-21 | 2022-05-24 | 南京航空航天大学 | 一种并联被动柔顺装置 |
| CN114087275A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-02-25 | 汕头大学 | 一种具有椭圆横断截面的新型双轴柔性铰链 |
| CN114200782A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-03-18 | 哈尔滨工业大学 | 一种柔性二维导向机构 |
| CN114200782B (zh) * | 2021-12-16 | 2022-10-04 | 哈尔滨工业大学 | 一种柔性二维导向机构 |
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