二自由度重力辅助式压电惯性平顺位移台及驱动方法

文档序号:35995863发布日期:2023-11-16 08:00阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种二自由度重力辅助式压电惯性平顺位移台,其特征在于,包括底部安装基座(5)、结构完全相同的两个自由度位移台、以及结构完全相同的两个自由度重力辅助组件;所述两个自由度位移台分别为x自由度位移台(1)和y自由度位移台(3);所述两个自由度重力辅助组件分别为x自由度重力辅助组件(2)和y自由度重力辅助组件(4);所述y自由度位移台(3)安装于底部安装基座(5)之上,所述x自由度位移台(1)安装于y自由度位移台(3)之上形成二自由位移台的主体,x自由度位移台(1)与y自由度位移台(3)的位移方向互相垂直;

2.根据权利要求1所述的二自由度重力辅助式压电惯性平顺位移台,其特征在于,所述自由度重力辅助组件包括定滑轮支架(2-1)、定滑轮固定销(2-2)、定滑轮(2-3)、软绳(2-4)、重物(2-5)以及重力辅助支架杆(2-6)组成;所述重力辅助支架杆(2-6)设有轴承避让槽(2-6-1)、轴承安装槽(2-6-2)、支架横杆(2-6-3)以及支架竖杆(2-6-4);所述转动轴承(2-7)外圈与轴承安装槽(2-6-2)之间过盈配合,轴承避让槽(2-6-1)的开设用于避免轴承内圈转动时与定滑轮支架(2-1)产生干涉;所述定滑轮固定销(2-2)采用过盈配合将定滑轮(2-3)固定于定滑轮支架(2-1)上,所述定滑轮支架(2-1)与转动轴承(2-7)内圈过盈配合;软绳(2-4)的一端通过定滑轮(2-3)与重物(2-5)连接,另一端与自由度平台装配板(1-8)连接;将重力辅助支架杆(2-6)底部固定。

3.根据权利要求1所述的二自由度重力辅助式压电惯性平顺位移台,其特征在于,所述复合式柔性铰链机构(1-2)包括柔性铰链梁、圆型柔性铰链(1-2-3)以及柔性铰链底部凸台(1-2-10);

4.据权利要求3所述的二自由度重力辅助式压电惯性平顺位移台,其特征在于,所述四个柔性铰链梁具体为柔性铰链前梁(1-2-1)、柔性铰链左侧梁(1-2-4)、柔性铰链后梁(1-2-7)以及柔性铰链右侧梁(1-2-9);

5.根据权利要求1所述的二自由度重力辅助式压电惯性平顺位移台,其特征在于,所述自由度平台机架(1-5)设有固定导轨安装槽(1-5-1)、预紧板安装面(1-5-3)、柔性铰链安装孔(1-5-5)、预紧板调节导向槽(1-5-6)、封装侧板(1-5-7)、平台固定孔(1-5-8)和运动导轨避让槽(1-5-9);所述自由度预紧板(1-4)包括预紧板外表面(1-4-2)、预紧板内表面(1-4-3)、预紧板导向块(1-4-4)以及预紧板避让槽(1-4-5);所述固定导轨(1-4-1)安装于固定导轨安装槽(1-5-1)内,复合式柔性铰链机构(1-2)通过柔性铰链安装孔(1-5-5)安装在自由度平台机架(1-5)上;预紧板安装面(1-5-3)上设有一组对称布置的预紧板调节螺纹孔(1-5-4),所述预紧板导向块(1-4-4)型槽与预紧板调节导向槽(1-5-6)采用型槽配合,自由度预紧板(1-4)上开设有预紧板安装沉头孔(1-4-1),螺钉穿过预紧板安装沉头孔(1-4-1)拧入预紧板调节螺纹孔(1-5-4)使预紧板避让槽(1-4-5)顶住柔性铰链后梁(1-2-7)进而调节摩擦半球头(1-6)与运动导轨(1-7-3)之间的锁紧力;之后采用螺钉穿过柔性铰链固定沉头孔(1-2-5)并拧入柔性铰链安装孔(1-5-5)将复合式柔性铰链机构固定于自由度平台机架上;封装侧板(1-5-7)设于自由度平台(1-5)两侧用于封装。

6.根据权利要求1所述的二自由度重力辅助式压电惯性平顺位移台,其特征在于,所述自由度平台装配板(1-8)包括运动导轨固定沉头孔(1-8-1)、平台装配板上表面(1-8-2)、平台装配板安装螺纹孔(1-8-3)、运动导轨安装凸台(1-8-4);自由度平台装配板(1-8)上开设有用于运动导轨固定沉头孔(1-8-1)与平台装配板安装螺纹孔(1-8-3),螺钉穿过运动导轨固定沉头孔(1-8-1)并拧入运动导轨(1-7-3),所述运动导轨安装凸台(1-8-4)与运动导轨(1-7-3)接触,以避免自由度平台装配板(1-8)和运动导轨(1-7-3)同时驱动时与固定导轨(1-7-1)产生干涉;所述平台装配板安装螺纹孔(1-8-3)用于载物体的装配。

7.根据权利要求1所述的二自由度重力辅助式压电惯性平顺位移台,其特征在于,所述底部安装基座(5)包括基座装配面(5-1)、基座装配螺纹孔(5-2)、基座安装避让槽(5-3)以及基座安装孔(5-4),所述y自由度位移台(3)装配在基座装配面(5-1)之上,并通过螺钉连接穿过y自由度位移台拧入基座装配螺纹孔(5-2)进行固定连接;开设基座安装避让槽(5-3)预留出螺钉安装操作空间,所述基座安装孔(5-4)用于将底部安装基(5)固定。

8.一种如权利要求1所述二自由度重力辅助式压电惯性平顺位移台的驱动方法,其特征在于,通过单个自由度位移台实现了单个自由度的双向平滑驱动,通过两个自由度位移台结构串联的方式实现x、y两个自由度的双向平顺驱动,x自由度位移台和y自由度位移台的工作原理相同;


技术总结
本发明公开了一种二自由度重力辅助式压电惯性平顺位移台及驱动方法;本发明的压电惯性平顺位移台利用重力辅助通过单个激励源实现了压电角位移微动平台在单一自由度的双向平顺驱动;利用压电堆叠和柔性铰链机构的接触装配特性使单个方向实现位移激增运动,之后通过重力辅助单元的自重结合电压偏置使定子组件产生寄生运动,进而实现摩擦半球头与运动导轨之间的锁定力调节来平衡正向位移激增和反向位移回退,实现双向平顺驱动。

技术研发人员:韩冬,乔广达,江宇宁,卓逸夫,龚国芳,杨华勇
受保护的技术使用者:浙江大学
技术研发日:
技术公布日:2024/1/16
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