桥式差动柔性位移放大机构

本发明属于精密驱动与传动，特别是一种桥式差动柔性位移放大机构。

背景技术：

1、纳米定位技术是实现纳米操控和纳米测量的基础。一般采用压电叠堆驱动器直接驱动定位，但这类定位方式通常只能达到几微米到几十微米的运动范围。所以目前多通过在压电驱动器的基础上结合位移放大机构来放大压电驱动器的输出，但目前的位移放大机构的放大倍数通常不超过50倍。因此，设计一种具有超大位移放大比的位移放大机构是目前亟待解决的问题。

2、在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种桥式差动柔性位移放大机构,可以将驱动器的输入位移按照一定比例放大后输出，通过差动放大的方式实现放大倍数的提升，从而提高输出平台的运动范围。

2、本发明的目的是通过以下技术方案予以实现，一种桥式差动柔性位移放大机构包括，

3、驱动器，其一端固定连接，另一端在第一方向上可驱动；

4、至少一个输入桥式柔性模块，所述输入桥式柔性模块包括固定于所述驱动器另一端的中间块和连接于所述中间块两侧且对称分布的一对第一柔性支链；

5、一对刚性输出块，其分别连接一对第一柔性支链且位于输入桥式柔性模块的两侧作为放大机构的输出，连接所述刚性输出块的第一柔性支链与水平线构成夹角θi；

6、至少一个固定桥式柔性模块，所述固定桥式柔性模块包括固定块和连接于所述固定块两侧且对称分布的一对第二柔性支链，连接所述刚性输出块的第二柔性支链与水平线构成夹角θo；

7、当驱动器的另一端在第一方向产生输入位移din，刚性输出块在第二方向上产生输出位移dout，位移放大比dout/din＝tanθitanθo/tanθi-tanθo。

8、所述的桥式差动柔性位移放大机构中，当驱动器的另一端在第一方向产生输入位移din，一对刚性输出块在垂直于第一方向的第二方向上背离或趋近地产生输出位移dout。

9、所述的桥式差动柔性位移放大机构中，所述夹角θo和夹角θi的范围为0-90°。

10、所述的桥式差动柔性位移放大机构中，第一柔性支链和第二柔性支链均包括集中柔度式支链或分布柔度式支链。

11、所述的桥式差动柔性位移放大机构中，第一柔性支链为集中柔度式支链，第一柔性支链的连杆通过两个槽口型柔性铰链分别连向中间块和刚性输出块，第二柔性支链为集中柔度式支链。

12、所述的桥式差动柔性位移放大机构中，第一柔性支链和第二柔性支链为分布柔度式支链。

13、所述的桥式差动柔性位移放大机构中，所述分布柔度式支链为整段的柔性梁。

14、所述的桥式差动柔性位移放大机构中，所述固定块和驱动器均固定于支承板上。

15、所述的桥式差动柔性位移放大机构中，驱动器为压电叠堆驱动器、磁致伸缩驱动器或直线音圈电机。

16、所述的桥式差动柔性位移放大机构中，所述桥式差动柔性位移放大机构相对于所述驱动器对称的对称结构。

17、和现有技术相比，本发明具有以下优点：桥式差动柔性位移放大机构体积小、安装与拆卸方便，本发明利用两个柔性模块的组合实现位移的差动放大，可以得到大的位移放大比，从而大幅提升运动范围；本发明结构可以整体加工，结构简单，无需装配。

技术特征：

1.一种桥式差动柔性位移放大机构，其特征在于，其包括，

2.根据权利要求1所述的桥式差动柔性位移放大机构，其特征在于，优选的，当驱动器的另一端在第一方向产生输入位移din，一对刚性输出块在垂直于第一方向的第二方向上背离或趋近地产生输出位移dout。

3.根据权利要求1所述的桥式差动柔性位移放大机构，其特征在于，所述夹角θo和夹角θi的范围为0-90°。

4.根据权利要求1所述的桥式差动柔性位移放大机构，其特征在于，第一柔性支链和第二柔性支链均包括集中柔度式支链或分布柔度式支链。

5.根据权利要求4所述的桥式差动柔性位移放大机构，其特征在于，第一柔性支链为集中柔度式支链，第一柔性支链的连杆通过两个槽口型柔性铰链分别连向中间块和刚性输出块。

6.根据权利要求4所述的桥式差动柔性位移放大机构，其特征在于，第一柔性支链和第二柔性支链为分布柔度式支链。

7.根据权利要求6所述的桥式差动柔性位移放大机构，其特征在于，所述分布柔度式支链为整段的柔性梁。

8.根据权利要求1所述的桥式差动柔性位移放大机构，其特征在于，所述固定块和驱动器均固定于支承板上。

9.根据权利要求1所述的桥式差动柔性位移放大机构，其特征在于，驱动器为压电叠堆驱动器、磁致伸缩驱动器或直线音圈电机。

10.根据权利要求1所述的桥式差动柔性位移放大机构，其特征在于，所述桥式差动柔性位移放大机构相对于所述驱动器对称的对称结构。

技术总结
公开了一种桥式差动柔性位移放大机构，机构中，驱动器一端固定连接，另一端在第一方向上可驱动；至少一个输入桥式柔性模块，所述输入桥式柔性模块包括固定于所述驱动器另一端的中间块和连接于所述中间块两侧且对称分布的一对第一柔性支链；一对刚性输出块分别连接一对第一柔性支链且位于输入桥式柔性模块的两侧作为放大机构的输出，连接所述刚性输出块的第一柔性支链与水平线构成夹角θ<subgt;i</subgt;；至少一个固定桥式柔性模块，所述固定桥式柔性模块包括固定块和连接于所述固定块两侧且对称分布的一对第二柔性支链，连接所述刚性输出块的第二柔性支链与水平线构成夹角θ<subgt;o</subgt;。桥式差动柔性位移放大机构获得大比例的位移放大、结构简单小巧。

技术研发人员：陈贵敏,吴厚旗,白瑞玉,李博
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11