CN112720374B - 三自由度精密微位移定位平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三自由度精密微位移定位平台，包括：驱动单元、运动平台、工作台；工作台上设有螺栓孔与驱动单元通过螺栓固定连接，驱动单元通过第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链和第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链固定连接在运动平台的一侧，驱动单元具有两级位移放大机构，驱动单元设有四组，分别与工作台固定连接且均匀分布在运动平台四周，采用如上方案设计，运动平台与放大机构之间有两级放大机构，能够增大运动平台的位移且避免了位移耦合的影响，采用压电陶瓷驱动横向布置，能够减少定位平台的体积。

Description

三自由度精密微位移定位平台

技术领域

本发明涉及一种二级微位移放大机构的精密定位平台，特别设计一种三自由度精密微位移定位平台。

背景技术

精密微定位技术是先进制造技术的重要组成部分，也是纳米技术的关键技术之一，近年来，随着微电子制造、超精密机械制造、精密测量光学仪器等领域的飞速发展。对精密微定位技术提出了更高的要求。常规的微位移定位系统往往采用伺服电机和精密丝杠等传动方案存在螺纹间隙和传动摩擦的问题，一般的定位精度只能达到微米的级别。

为了能解决上述问题，需要一种高精度，大行程，体积小的微位移定位平台，以满足科学技术研究中复杂的加工和操作要求。

发明内容

针对上述不足，本发明提供了一种三自由度精密微位移定位平台，该平台能够在三个自由度上精密控制：在x和y方向水平移动，绕z轴旋转移动，具有高精度，大行程的特点。

技术方案：

一种三自由度精密微位移定位平台，包括：驱动单元运动平台、工作台；工作台上设有螺栓孔与驱动单元通过螺栓固定连接，驱动单元通过第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链一和第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链二固定连接在运动平台的一侧，驱动单元是对称结构，且有两级位移放大机构，上述的驱动单元设有四组，分别与工作台固定连接且均匀分布在运动平台四周。

进一步，驱动单元机构包括：基座，压电陶瓷，钢珠，楔形机构部分一，楔形机构部分二，折叠弹片，折叠弹片固定机构，外侧螺栓孔，过渡柔性铰链，外侧推杆，第一级放大机构外侧输入端柔性铰链，第一级放大机构外侧固定端柔性铰链，第一级放大机构外侧输入杆，第二级放大机构输出杆，第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链一，第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链二，第二级放大机构输出杆固定端柔性铰链，第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链，内侧推杆，第一级放大机构内侧输出杆上侧柔性铰链，第一级放大机构内侧输出杆，第一级放大机构内侧输出杆固定端柔性铰链，第一级放大机构内侧输出杆输入端柔性铰链，内侧螺栓孔。

进一步，第一级放大机构外侧输入杆通过第一级放大机构外侧固定端柔性铰链固定连接在基座“山”型左侧上方，第一级放大机构外侧固定端柔性铰链固定连接第一级放大机构外侧输入杆靠近左侧端部下方的位置，第一级放大机构外侧输入端柔性铰链固定连接在第一级放大机构外侧输入杆下部，并位于第一级放大机构外侧固定端柔性铰链内侧；第一级放大机构内侧输出杆通过第一级放大机构内侧输出杆固定端柔性铰链固定连接在基座“山”型中间的“T”型机构左侧，第一级放大机构内侧输出杆输入端柔性铰链固定连接在第一级放大机构内侧输出杆靠近左侧端部的下方位置，第一级放大机构内侧输出杆固定端柔性铰链在第一级放大机构内侧第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链内侧，第一级放大机构外侧输入杆和第一级放大机构内侧输出杆横向布置，第一级放大机构外侧输入杆在第一级放大机构内侧输出杆上侧，外侧推杆固定连接在第一级放大机构外侧输入端柔性铰链下方，楔形机构部分二上方由过渡柔性铰链固定连接外侧推杆与第一级放大机构内侧输出杆输入端柔性铰链下方，第二级放大机构输出杆在第一级放大机构外侧输入杆上侧，第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链固定连接在第二级放大机构输出杆靠近右侧端部下方的位置，第二级放大机构输出杆固定端柔性铰链固定连接在第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链的内侧；第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链一固定连接靠近左侧端部输出杆第二级放大机构输出杆上方的位置，第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链下方固定连接内侧推杆，内侧推杆与第一级放大机构内侧输出杆上侧柔性铰链固定连接；第一级放大机构内侧输出杆上侧柔性铰链固定连接在靠近右侧端部第一级放大机构内侧输出杆上方的位置，第二级放大机构输出杆固定端柔性铰链固定连接靠近第一级放大机构外侧输入杆上方的位置。

进一步，基座一呈“山”型，折叠弹片位于折叠弹片固定机构下侧，折叠弹片左侧与基座一紧密连接，折叠弹片右侧与楔形机构部分一左侧紧密连接，压电陶瓷位于基座一“山”型内部左侧的位置，压电陶瓷左侧中心位置通过钢珠与楔形机构部分一右侧紧密连接，楔形机构部分一与楔形机构部分二紧密连接。

进一步，驱动单元通过第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链一与第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链二与运动平台固定连接，上述的驱动单元共有四组且均匀分布在运动平台周围。

本发明技术效果包括：

本发明采用了对称式结构，驱动单元对称均匀分布在运动平台周围。

本发明采用了每个驱动单元有两个输出端，运动平台实现三个自由度的运动。

本发明采用了每个驱动单元分为左右部分且每部分分为两级放大机构，运动平台实现更大的位移。

本发明采用了8个压电陶瓷驱动，不同位置的压电陶瓷配合工作，实现不同方向的移动。

本发明采用了楔形机构且压电陶瓷驱动水平放置，减少了机构的体积。

本发明采用了柔性铰接的方式进行连接，各杆件之间的间隙和摩擦力较小，能降低误差,提高精度。

本发明采用了楔形机构部分一与压电陶瓷之间用钢珠连接，减少了机构的运动的误差。

附图说明

图1是整体结构正面示意图。

图2是整体结构侧面示意图。

图3是驱动单元一左侧部分的示意图。

图4是驱动单元一右侧部分的示意图。

图中：1、驱动单元一，111、基座，112、压电陶瓷，113、钢珠，114、楔形机构部分一，115、楔形机构部分二，116、折叠弹片，117、折叠弹片固定机构，118、外侧螺栓孔一，119、过渡柔性铰链，1110、外侧推杆，1111、第一级放大机构外侧输入端柔性铰链，1112、第一级放大机构外侧固定端柔性铰链，1113、第一级放大机构外侧输入杆，1114、第二级放大机构输出杆，1115、第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链一，1116、第二级放大机构输出杆固定端柔性铰链，1117、第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链，1118、内侧推杆，1119、第一级放大机构内侧输出杆上侧柔性铰链，1120、第一级放大机构内侧输出杆1121、第一级放大机构内侧输出杆固定端柔性铰链，1122、第一级放大机构内侧输出杆输入端柔性铰链，121、基座，122、压电陶瓷，123、钢珠，124、楔形机构部分一，125、楔形机构部分二，126、折叠弹片，127、折叠弹片固定机构，128、外侧螺栓孔二，129、过渡柔性铰链，1210、外侧推杆，1211、第一级放大机构外侧输入端柔性铰链， 1212、第一级放大机构外侧固定端柔性铰链，1213、第一级放大机构外侧输入杆， 1214、第二级放大机构输出杆，1215、第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链二，1216、第二级放大机构输出杆固定端柔性铰链，1217、第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链，1218、内侧推杆，1219、第一级放大机构内侧输出杆上侧柔性铰链，1220、第一级放大机构内侧输出杆，1221、第一级放大机构内侧输出杆固定端柔性铰链，1222、第一级放大机构内侧输出杆输入端柔性铰链，2、驱动单元二，212、压电陶瓷，222、压电陶瓷，3、驱动单元三，312、压电陶瓷，322、压电陶瓷，4、驱动单元四，412、压电陶瓷，422、压电陶瓷，5、运动平台，6、工作台。

具体实施方式

以下结合附图说明本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践和再现。

如图1、图2所示，本发明为一种三自由度精密微位移定位平台，包括：驱动单元一1、驱动单元二2、驱动单元三3、驱动单元四4、运动平台5、工作台6；工作台6上设有螺栓孔与驱动单元通过螺栓固定连接。驱动单元一1通过第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链一1115和第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链二1215固定连接在运动平台5的一侧。驱动单元设有4组，分别与工作台6 固定连接且均匀分布在运动平台6四周。

如图3、图4所示，驱动单元一1机构包括：111、基座，112、压电陶瓷， 113、钢珠，114、楔形机构部分一，115、楔形机构部分二，116、折叠弹片，117、折叠弹片固定机构，118、外侧螺栓孔一，119、过渡柔性铰链，1110、外侧推杆， 1111、第一级放大机构外侧输入端柔性铰链，1112、第一级放大机构外侧固定端柔性铰链，1113、第一级放大机构外侧输入杆，1114、第二级放大机构输出杆， 1115、第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链一，1116、第二级放大机构输出杆固定端柔性铰链，1117、第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链，1118、内侧推杆， 1119、第一级放大机构内侧输出杆上侧柔性铰链，1120、第一级放大机构内侧输出杆1121、第一级放大机构内侧输出杆固定端柔性铰链，1122、第一级放大机构内侧输出杆输入端柔性铰链，1123、内侧螺栓孔；121、基座，122、压电陶瓷， 123、钢珠，124、楔形机构部分一，125、楔形机构部分二，126、折叠弹片，127、折叠弹片固定机构，128、外侧螺栓孔二，129、过渡柔性铰链，1210、外侧推杆，1211、第一级放大机构外侧输入端柔性铰链，1212、第一级放大机构外侧固定端柔性铰链，1213、第一级放大机构外侧输入杆，1214、第二级放大机构输出杆，1215、第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链二，1216、第二级放大机构输出杆固定端柔性铰链，1217、第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链，1218、内侧推杆，1219、第一级放大机构内侧输出杆上侧柔性铰链，1220、第一级放大机构内侧输出杆 1221、第一级放大机构内侧输出杆固定端柔性铰链，1222、第一级放大机构内侧输出杆输入端柔性铰链,1223、内侧螺栓孔。

驱动单元一1是对称结构，左侧和右侧均为二级放大机构，通过外侧螺栓孔 一118、内侧螺栓孔1123、外侧螺栓孔二128与工作台6固定连接。

基座一111呈“山”型，折叠弹片116位于折叠弹片固定机构117下侧，折叠弹片116左侧与基座一111紧密连接，折叠弹片116右侧与楔形机构部分一 114左侧紧密连接，压电陶瓷112位于基座一111“山”型内部左侧的位置，压电陶瓷112左侧中心位置通过钢珠113与楔形机构部分一114右侧紧密连接，楔形机构部分一114与楔形机构115紧密连接。

第一级放大机构外侧输入杆1113通过第一级放大机构外侧固定端柔性铰链 1112固定连接在基座111“山”型左侧上方，第一级放大机构外侧固定端柔性铰链1112固定连接第一级放大机构外侧输入杆1113靠近左侧端部下方的位置，第一级放大机构外侧输入端柔性铰链1111固定连接在第一级放大机构外侧输入杆 1113下部，并位于第一级放大机构外侧固定端柔性铰链1112内侧；第一级放大机构内侧输出杆1120通过第一级放大机构内侧输出杆固定端柔性铰链1121固定连接在基座111“山”型中间的“T”型机构左侧，第一级放大机构内侧输出杆输入端柔性铰链1122固定连接在第一级放大机构内侧输出杆1120靠近左侧端部的下方位置，第一级放大机构内侧输出杆固定端柔性铰链1121在第一级放大机构内侧第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链1122内侧；第一级放大机构外侧输入杆1113和第一级放大机构内侧输出杆1120横向布置。第一级放大机构外侧输入杆1113在第一级放大机构内侧输出杆1120上侧，外侧推杆1110固定连接在第一级放大机构外侧输入端柔性铰链1111下方，楔形机构部分二115上方由过渡柔性铰链1110固定连接外侧推杆1110与第一级放大机构内侧输出杆输入端柔性铰链1122下方。

第二级放大机构输出杆1114在第一级放大机构外侧输入杆1113上侧，第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链1117固定连接在第二级放大机构输出杆1114 靠近右侧端部下方的位置，第二级放大机构输出杆固定端柔性铰链1116固定连接在第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链1117的内侧；第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链一1115固定连接靠近左侧端部输出杆第二级放大机构输出杆 1114上方的位置，第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链1117下方固定连接内侧推杆1118，内侧推杆1118与第一级放大机构内侧输出杆上侧柔性铰链1119 固定连接；第一级放大机构内侧输出杆上侧柔性铰链1119固定连接在靠近右侧端部第一级放大机构内侧输出杆1120上方的位置，第二级放大机构输出杆固定端柔性铰链1116固定连接靠近第一级放大机构外侧输入杆1113上方的位置。

基座一111呈“山”型，折叠弹片126位于折叠弹片固定机构117下侧，折叠弹片126右侧与基座一111紧密连接，折叠弹片126左侧与楔形机构部分一 124右侧紧密连接，压电陶瓷112位于基座一111“山”型内部右侧的位置，压电陶瓷112左侧中心位置通过钢珠113与楔形机构部分一114左侧紧密连接，楔形机构部分一114与楔形机构115紧密连接。

第一级放大机构外侧输入杆1213通过第一级放大机构外侧固定端柔性铰链 1212固定连接在基座111“山”型右侧上方，第一级放大机构外侧固定端柔性铰链1212固定连接第一级放大机构外侧输入杆1213靠近右侧端部下方的位置，第一级放大机构外侧输入端柔性铰链1211固定连接在第一级放大机构外侧输入杆 1113下部，并位于第一级放大机构外侧固定端柔性铰链1212内侧；第一级放大机构内侧输出杆1220通过第一级放大机构内侧输出杆固定端柔性铰链1221固定连接在基座111“山”型中间的“T”型机构左侧，第一级放大机构内侧输出杆输入端柔性铰链1222固定连接在第一级放大机构内侧输出杆1220靠近右侧端部的下方位置，第一级放大机构内侧输出杆固定端柔性铰链1221在第一级放大机构内侧第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链1222内侧。

第一级放大机构外侧输入杆1213和第一级放大机构内侧输出杆1220横向布置。第一级放大机构外侧输入杆1213在第一级放大机构内侧输出杆1220上侧，外侧推杆1210固定连接在第一级放大机构外侧输入端柔性铰链1211下方，楔形机构部分二125上方由过渡柔性铰链1210固定连接外侧推杆1110与第一级放大机构内侧输出杆输入端柔性铰链1222下方。

第二级放大机构输出杆1214在第一级放大机构外侧输入杆1213上侧，第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链1217固定连接在第二级放大机构输出杆1214 靠近左侧端部下方的位置，第二级放大机构输出杆固定端柔性铰链1216固定连接在第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链1217的内侧；第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链二1215固定连接靠近右侧端部输出杆第二级放大机构输出杆 1214上方的位置，第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链1217下方固定连接内侧推杆1218，内侧推杆1218与第一级放大机构内侧输出杆上侧柔性铰链1219 固定连接；第一级放大机构内侧输出杆上侧柔性铰链1219固定连接在靠近左右侧端部第一级放大机构内侧输出杆1220上方的位置，第二级放大机构输出杆固定端柔性铰链1216固定连接靠近第一级放大机构外侧输入杆1213上方的位置。

驱动单元一1通过第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链一1115与第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链二1215与运动平台5固定连接；上述的驱动单元设有四组，分别与工作台固定连接且均匀分布在运动平台四周。

精密定位平台定位方法，具体的步骤包括：

步骤一：当压电陶瓷112与压电陶瓷122同时工作，其他压电陶瓷不工作时：压电陶瓷112将位移传递给钢珠113，钢珠113将位移传递给楔形机构部分一 114，楔形机构部分一114将位移传递给楔形机构部分二115，楔形机构部分二 115将位移传递给过渡柔性铰链119，过渡柔性铰链119把位移传递给外侧推杆 1110，外侧推杆1110把位移传递给第一级放大机构外侧输入端柔性铰链1111，第一级放大机构外侧输入端柔性铰链1111把位移传递给第一级放大机构外侧固定端柔性铰链1112，第一级放大机构外侧固定端柔性铰链1112把位移传递给第一级放大机构外侧输入杆1113；楔形机构部分二115将位移传递给第一级放大机构内侧输出杆固定端柔性铰链1122，第一级放大机构内侧输出杆固定端柔性铰链1122将位移传递给第一级放大机构内侧输出杆1120；同时，压电陶瓷122 将位移传递给钢珠123，钢珠123将位移传递给楔形机构部分一124，楔形机构部分一124将位移传递给楔形机构部分二125，楔形机构部分二125将位移传递给过渡柔性铰链129，过渡柔性铰链129把位移传递给外侧推杆1210，外侧推杆 1210把位移传递给第一级放大机构外侧输入端柔性铰链1211，第一级放大机构外侧输入端柔性铰链1211把位移传递给第一级放大机构外侧固定端柔性铰链 1212，第一级放大机构外侧固定端柔性铰链1212把位移传递给第一级放大机构外侧输入杆1213；同时，楔形机构部分二125将位移传递给第一级放大机构内侧输出杆固定端柔性铰链1222，第一级放大机构内侧输出杆固定端柔性铰链 1222将位移传递给第一级放大机构内侧输出杆1220。

楔形机构部分二115、过渡柔性铰链119、外侧推杆1110、第一级放大机构外侧输入端柔性铰链1111向上移动；折叠弹片116被压缩；楔形机构部分一114 向左移动；第一级放大机构内侧输出杆输入端柔性铰链1122向上移动；同时，楔形机构部分二125、过渡柔性铰链129、外侧推杆1210、第一级放大机构外侧输入端柔性铰链1211向上移动；折叠弹片126被压缩；楔形机构部分一124向左移动；同时，第一级放大机构内侧输出杆输入端柔性铰链1222向上移动。

基座111固定不动：利用杠杆原理，第一级放大机构外侧固定端柔性铰链 1112对第一级放大机构外侧输入杆1113起拉的作用，楔形机构部分二115通过过渡柔性铰链119、外侧推杆1110及第一级放大机构外侧输入端柔性铰链1111 对第一级放大机构外侧输入杆1113起顶的作用，第一级放大机构外侧输入杆 1113发生偏转，右端向上移动；第二级放大机构输出杆固定端柔性铰1116链对第一级放大机构内侧输出杆1120起拉的作用，楔形机构部分二115通过第一级放大机构内侧输出杆输入端柔性铰链1122起顶的作用，第一级放大机构内侧输出杆1120发生偏转，右端向下移动；同时，基座111固定不动：利用杠杆原理，第一级放大机构外侧固定端柔性铰链1212对第一级放大机构外侧输入杆1213 起拉的作用，楔形机构部分二125通过过渡柔性铰链129、外侧推杆1210及第一级放大机构外侧输入端柔性铰链1211对第一级放大机构外侧输入杆1213起顶的作用，第一级放大机构外侧输入杆1213发生偏转，右端向上移动；基座111 固定不动：利用杠杆原理，第二级放大机构输出杆固定端柔性铰1216链对第一级放大机构内侧输出杆1220起拉的作用，楔形机构部分二125通过第一级放大机构内侧输出杆输入端柔性铰链1222起顶的作用，第一级放大机构内侧输出杆 1220发生偏转，右端向下移动。

第一级放大机构外侧输入杆1113将位移传递给第二级放大机构输出杆固定端柔性铰链1116；第一级放大机构内侧输出杆1120将位移传递给第一级放大机构内侧输出杆上侧柔性铰链1119，第一级放大机构内侧输出杆上侧柔性铰链 1119将位移传递给内侧推杆1118，内侧推杆1118将位移传递给第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链1117，第二级放大机构输出杆固定端柔性铰链1116将向上移动的位移传递给第二级放大机构输出杆1114，第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链1117将下移的位移传递给第二级放大机构输出杆1114；同时，第一级放大机构外侧输入杆1213将位移传递给第二级放大机构输出杆固定端柔性铰链1216；第一级放大机构内侧输出杆1220将位移传递给第一级放大机构内侧输出杆上侧柔性铰链1219，第一级放大机构内侧输出杆上侧柔性铰链1219将位移传递给内侧推杆1218，内侧推杆1218将位移传递给第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链1217，第二级放大机构输出杆固定端柔性铰链1216将向上移动的位移传递给第二级放大机构输出杆1214，第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链 1217将下移的位移传递给第二级放大机构输出杆1214。

第二级放大机构输出杆固定端柔性铰链1116向上移动；第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链1117向下移动；同时，第二级放大机构输出杆固定端柔性铰链1216向上移动；第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链1217向下移动。

基座111固定不动：利用杠杆原理，第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链 1117、内侧推杆1118及第一级放大机构内侧输出杆上侧柔性铰链1119对第二级放大机构输出杆1114起拉的作用，第二级放大机构输出杆固定端柔性铰链1116 对第二级放大机构输出杆1114起顶的作用，第二级放大机构输出杆1114发生偏转，左端向上移动；同时，基座111固定不动：利用杠杆原理，第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链1217、内侧推杆1218及第一级放大机构内侧输出杆上侧柔性铰链1219对第二级放大机构输出杆1214起拉的作用，第二级放大机构输出杆固定端柔性铰链1216对第二级放大机构输出杆1214起顶的作用，第二级放大机构输出杆1214发生偏转，左端向上移动；第二级放大机构输出杆1114左端向上移动，第二级放大机构输出杆1114 将位移传递给第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链一1115，第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链一1115将位移传递给运动平台5；同时，第二级放大机构输出杆1214左端向上移动，第二级放大机构输出杆1214将位移传递给第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链二1215，第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链二1215 将位移传递给运动平台5。

当压电陶瓷112与压电陶瓷122同时工作，其他压电陶瓷不工作时，运动平台会产生y轴正方向的位移。当压电陶瓷312与压电陶瓷322同时工作时，其他压电陶瓷不工作时，运动平台会产生y轴负方向的位移；当压电陶瓷412与压电陶瓷422同时工作，其他压电陶瓷不工作时，运动平台会产生x轴正方向的位移。当压电陶瓷212与压电陶瓷222同时工作时，其他压电陶瓷不工作时，运动平台会产生x轴负方向的位移。

步骤二：绕z轴旋转的位移

当驱动单元左侧部分同时工作，即压电陶瓷112、压电陶瓷212、压电陶瓷 312与压电陶瓷412同时工作，其他压电陶瓷不工作时；压电陶瓷112将位移传递给钢珠113，钢珠113将位移传递给楔形机构部分一114，楔形机构部分一114 将位移传递给楔形机构部分二115，楔形机构部分二115将位移传递给过渡柔性铰链119，过渡柔性铰链119把位移传递给外侧推杆1110，外侧推杆1110把位移传递给第一级放大机构外侧输入端柔性铰链1111，第一级放大机构外侧输入端柔性铰链1111把位移传递给第一级放大机构外侧固定端柔性铰链1112，第一级放大机构外侧固定端柔性铰链1112把位移传递给第一级放大机构外侧输入杆 1113；上述的机构运动设有四组，每组驱动单元左侧部分按照上述的描述运动。

楔形机构部分二115、过渡柔性铰链119、外侧推杆1110、第一级放大机构外侧输入端柔性铰链1111向上移动；折叠弹片116被压缩；楔形机构部分一114 向左移动；楔形机构部分二115将位移传递给第一级放大机构内侧输出杆固定端柔性铰链1122，第一级放大机构内侧输出杆固定端柔性铰链1122将位移传递给第一级放大机构内侧输出杆1120；第一级放大机构内侧输出杆输入端柔性铰链 1122向上移动；上述的机构运动设有四组，每组驱动单元左侧部分按照上述的描述运动。

基座111固定不动：利用杠杆原理，第一级放大机构外侧固定端柔性铰链 1112对第一级放大机构外侧输入杆1113起拉的作用，楔形机构部分二115通过过渡柔性铰链119、外侧推杆1110及第一级放大机构外侧输入端柔性铰链1111 对第一级放大机构外侧输入杆1113起顶的作用，第一级放大机构外侧输入杆 1113发生偏转，右端向上移动；基座111固定不动：利用杠杆原理，第二级放大机构输出杆固定端柔性铰1116链对第一级放大机构内侧输出杆1120起拉的作用，楔形机构部分二115通过第一级放大机构内侧输出杆输入端柔性铰链1122 起顶的作用，第一级放大机构内侧输出杆1120发生偏转，右端向下移动；上述的机构运动设有四组，每组驱动单元左侧部分按照上述的描述运动。

第一级放大机构外侧输入杆1113将位移传递给第二级放大机构输出杆固定端柔性铰链1116；第一级放大机构内侧输出杆1120将位移传递给第一级放大机构内侧输出杆上侧柔性铰链1119，第一级放大机构内侧输出杆上侧柔性铰链 1119将位移传递给内侧推杆1118，内侧推杆1118将位移传递给第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链1117，第二级放大机构输出杆固定端柔性铰链1116将向上移动的位移传递给第二级放大机构输出杆1114，第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链1117将下移的位移传递给第二级放大机构输出杆1114；第二级放大机构输出杆固定端柔性铰链1116向上移动；第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链1117向下移动；上述的机构运动设有四组，每组驱动单元左侧部分按照上述的描述运动。

基座111固定不动：利用杠杆原理，第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链 1117、内侧推杆1118及第一级放大机构内侧输出杆上侧柔性铰链1119对第二级放大机构输出杆1114起拉的作用，第二级放大机构输出杆固定端柔性铰链1116 对第二级放大机构输出杆1114起顶的作用，第二级放大机构输出杆1114发生偏转，左端向上移动；第二级放大机构输出杆1114将位移传递给第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链一1115，第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链一1115将位移传递给运动平台5；上述的机构运动设有四组，每组驱动单元左侧部分按照上述的描述运动。

当驱动单元左侧部分同时工作，即压电陶瓷112、压电陶瓷212、压电陶瓷 312与压电陶瓷412同时工作，其他压电陶瓷不工作时；运动平台5会产生绕z 轴正方向的位移。当驱动单元左侧部分同时工作，即压电陶瓷122、压电陶瓷222、压电陶瓷322与压电陶瓷422同时工作，其他压电陶瓷不工作时；其他压电陶瓷不工作时运动平台5会产生绕z轴负方向的位移。

对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种三自由度精密微位移定位平台，其特征是，包括：驱动单元、运动平台、工作台；工作台上设有螺栓孔与驱动单元通过螺栓固定连接，驱动单元通过两个第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链固定连接在运动平台的一侧，驱动单元是对称结构，且有两级位移放大机构，上述的驱动单元设有四组，分别与工作台固定连接且均匀分布在运动平台四周，驱动单元包括：基座，压电陶瓷，钢珠，楔形机构部分一，楔形机构部分二，折叠弹片， 折叠弹片固定机构，外侧螺栓孔一，外侧螺栓孔二，内侧螺栓孔，过渡柔性铰链，外侧推杆，第一级放大机构外侧输入端柔性铰链，第一级放大机构外侧固定端柔性铰链，第一级放大机构外侧输入杆，第二级放大机构输出杆，第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链，第二级放大机构输出杆固定端柔性铰链，第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链，内侧推杆，第一级放大机构内侧输出杆上侧柔性铰链，第一级放大机构内侧输出杆，第一级放大机构内侧输出杆固定端柔性铰链，第一级放大机构内侧输出杆输入端柔性铰链，内侧螺栓孔；第一级放大机构外侧输入杆通过第一级放大机构外侧固定端柔性铰链固定连接在基座“山”型左侧上方，第一级放大机构外侧固定端柔性铰链固定连接第一级放大机构外侧输入杆靠近左侧端部下方的位置，第一级放大机构外侧输入端柔性铰链固定连接在第一级放大机构外侧输入杆下部，并位于第一级放大机构外侧固定端柔性铰链内侧，第一级放大机构内侧输出杆通过第一级放大机构内侧输出杆固定端柔性铰链固定连接在基座“山”型中间的“T”型机构左侧，第一级放大机构内侧输出杆输入端柔性铰链固定连接在第一级放大机构内侧输出杆靠近左侧端部的下方位置，第一级放大机构内侧输出杆固定端柔性铰链在第一级放大机构内侧第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链内侧，第一级放大机构外侧输入杆和第一级放大机构内侧输出杆横向布置，第一级放大机构外侧输入杆在第一级放大机构内侧输出杆上侧，外侧推杆固定连接在第一级放大机构外侧输入端柔性铰链下方，楔形机构部分二上方由过渡柔性铰链固定连接于外侧推杆与第一级放大机构内侧输出杆输入端柔性铰链下方，第二级放大机构输出杆在第一级放大机构外侧输入杆上侧，第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链固定连接在第二级放大机构输出杆靠近右侧端部下方的位置，第二级放大机构输出杆固定端柔性铰链固定连接在第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链的内侧；第二级放大机构输出杆输出端柔性铰链固定连接靠近左侧端部第二级放大机构输出杆上方的位置，第二级放大机构输出杆输入端柔性铰链下方固定连接内侧推杆，内侧推杆与第一级放大机构内侧输出杆上侧柔性铰链固定连接；第一级放大机构内侧输出杆上侧柔性铰链固定连接在靠近右侧端部第一级放大机构内侧输出杆上方的位置，第二级放大机构输出杆固定端柔性铰链固定连接靠近第一级放大机构外侧输入杆上方的位置，折叠弹片位于折叠弹片固定机构下侧，折叠弹片左侧与基座一紧密连接，折叠弹片右侧与楔形机构部分一左侧紧密连接，压电陶瓷位于基座一“山”型内部左侧的位置，压电陶瓷左侧中心位置通过钢珠与楔形机构部分一右侧紧密连接，楔形机构部分一与楔形机构部分二紧密连接，通过外侧螺栓孔一、内侧螺栓孔、外侧螺栓孔二与工作台固定连接。