一种平面驱动的可俯仰三自由度运动平台制造技术

本实用新型专利技术提供了一种平面驱动的可俯仰三自由度运动平台，包括：设于底座上的第一运动组件、第二运动组件、第三运动组件、动平台和两个具有倾斜面的楔形块；第三运动组件设于第一运动组件和第二运动组件之间，第一运动组件和第二运动组件的运动轨迹平行，且均与第三运动组件的运动轨迹垂直；两个楔形块分别设于第一运动组件和第二运动组件上，且两个楔形块的倾斜面相对；动平台设于第三运动组件上，且动平台的两侧分别与两个倾斜面滑动连接；当第一运动组件和第二运动组件同向运动时，动平台沿动平台的中心轴进行转动；当第一运动组件和第二运动组件反向运动时，动平台相对于底座上下移动。本实用新型专利技术可实现X、Y和θY三自由度的解耦运动。

A Planar-Driven Three-Degree-of-Freedom Pitch Platform

The utility model provides a plane-driven pitching three-degree-of-freedom motion platform, which comprises: a first motion component, a second motion component, a third motion component, a moving platform and two wedge-shaped blocks with inclined surfaces on the base; a third motion component is arranged between the first motion component and the second motion component, and the motion trajectory of the first motion component and the second motion component is flat. The moving platform is located on the third moving component, and the two wedge-shaped blocks are located on the first moving component and the second moving component respectively, and the inclined surfaces of the two wedge-shaped blocks are opposite; the moving platform is located on the third moving component, and the two sides of the moving platform are sliding connected with the two inclined surfaces respectively; when the first moving component and the second moving component move in the same direction, the moving platform moves along the moving platform. The central axis rotates; when the first and second moving components move in reverse, the moving platform moves up and down relative to the base. The utility model can realize the decoupling motion of X, Y and theta Y with three degrees of freedom.

【技术实现步骤摘要】
一种平面驱动的可俯仰三自由度运动平台
本技术涉及微电子制造加工领域，尤其涉及一种平面驱动的可俯仰三自由度运动平台。
技术介绍
现今，随着精密数控加工、集成电路制造、微机电系统加工制造、生物工程等产业日新月异的发展，制造业装备研发迫在眉睫。例如在微电子制造行业中，其产品在体积方面一直朝着小、轻、薄等方向发展，但功能上却日益强大、多元化。解决这样两个发展方向之间矛盾的最佳途径就是采用更精细的制造装备进行特征尺寸的加工，提高封装的密度。这样一来，就对制造装备的运动精度、行程、速度、加速度、自由度等指标提出了更高的要求。此外，例如数控加工、生物工程等领域对具有多自由度的高速精密运动平台也具有广泛需求。由此可以看出多自由度高速精密运动平台的重要性以及其愈发紧迫的研发要求。在现有的运动平台研究中，平台设计多是数个单轴平台简单叠加，具有较多的连带环节及运动组件，运动误差积累严重，大部分难以同时满足多自由度和高精度。因此，提供一种结构精简严谨且能够实现精准运动的平台成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本技术公开了一种平面驱动的可俯仰三自由度运动平台，可实现X、Y和θY三自由度的解耦运动。本技术提供了一种平面驱动的可俯仰三自由度运动平台，包括：设于底座上的第一运动组件、第二运动组件、第三运动组件、动平台和两个具有倾斜面的楔形块；所述第三运动组件设于所述第一运动组件和所述第二运动组件之间，所述第一运动组件和所述第二运动组件的运动轨迹平行，且均与所述第三运动组件的运动轨迹垂直；两个所述楔形块分别设于所述第一运动组件和所述第二运动组件上，且两个所述楔形块的倾斜面相对；所述动平台设于所述第三运动组件上，且所述动平台的两侧分别与两个所述倾斜面滑动连接；当所述第一运动组件和所述第二运动组件同向运动时，所述动平台沿所述动平台的中心轴进行转动；当所述第一运动组件和所述第二运动组件反向运动时，所述动平台相对于所述底座上下移动。优选地，所述动平台包括：粗杆、细杆和工作平台；所述粗杆固定连接于所述第三运动组件上，所述粗杆具有轴心孔，所述轴心孔用于容纳所述细杆的第一端，使得所述细杆可在所述粗杆内相对于所述底座上下移动；所述工作平台具有第一中心孔，所述第一中心孔用于容纳所述细杆的第二端，所述工作平台与所述细杆的第二端转动连接，所述工作平台可绕二者的连接处进行转动。优选地，所述细杆的第二端具有第二中心孔，所述工作平台在所述第一中心孔处具有穿过所述第二中心孔的横轴，且所述横轴与所述倾斜面平行。优选地，每个所述楔形块的倾斜面上设置有第一导轨和安装于所述第一导轨上的滑块，每个所述滑块具有柱形滑槽，所述工作平台的两侧设有与所述柱形滑槽相匹配的圆柱。优选地，所述第一运动组件、所述第二运动组件和所述第三运动组件均包括：宏运动件和与所述宏运动件弹性连接的宏微运动件，两者之间设有压电陶瓷；两个所述楔形块分别固定连接于所述第一运动组件和所述第二运动组件的宏微运动件上，所述粗杆固定连接于所述第三运动组件的宏微运动件上。优选地，所述宏运动件上具有延伸件，所述延伸件具有空槽，所述宏微运动件上具有容纳所述延伸件的空腔，所述空腔上设有用于嵌入所述空槽非端部的凸起。优选地，所述压电陶瓷设置在所述空槽内并位于所述凸起的一侧，所述空槽内且所述凸起的另一侧设有高钢弹簧。优选地，本技术实施例提供的一种平面驱动的可俯仰三自由度运动平台还包括：三个与所述第一运动组件、所述第二运动组件和所述第三运动组件一一对应的驱动装置，三个所述驱动装置安装于所述底座上。优选地，每个所述驱动装置两侧设有第二导轨，所述第二导轨用于设置运动组件。优选地，所述驱动装置为直线电机。从以上技术方案可以看出，本技术实施例具有以下优点：本技术提供了一种平面驱动的可俯仰三自由度运动平台，包括：设于底座上的第一运动组件、第二运动组件、第三运动组件、动平台和两个具有倾斜面的楔形块；第三运动组件设于第一运动组件和第二运动组件之间，第一运动组件和第二运动组件的运动轨迹平行，且均与第三运动组件的运动轨迹垂直；两个楔形块分别设于第一运动组件和第二运动组件上，且两个楔形块的倾斜面相对；动平台设于第三运动组件上，且动平台的两侧分别与两个倾斜面滑动连接；当第一运动组件和第二运动组件同向运动时，动平台沿动平台的中心轴进行转动；当第一运动组件和第二运动组件反向运动时，动平台相对于底座上下移动。本技术通过多组运动组件配合楔形块进行两个垂直方向上的运动，使得与楔形块滑动连接的动平台能够实现X、Y方向上的运动，且能够以自身中心轴实现转动，实现三自由度解耦运动。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本技术实施例中提供的一种平面驱动的可俯仰三自由度运动平台的一个实施例的结构示意图；图2为本技术提供的一种平面驱动的可俯仰三自由度运动平台的爆炸图。具体实施方式本技术实施例公开了一种平面驱动的可俯仰三自由度运动平台，可实现X、Y和θY三自由度的解耦运动。请参阅图1，本技术实施例中提供的一种平面驱动的可俯仰三自由度运动平台的一个实施例，包括：设于底座上的第一运动组件、第二运动组件、第三运动组件、动平台和两个具有倾斜面的楔形块5300、5400；第三运动组件设于第一运动组件和第二运动组件之间，第一运动组件和第二运动组件的运动轨迹平行，且均与第三运动组件的运动轨迹垂直；两个楔形块分别设于第一运动组件和第二运动组件上，且两个楔形块5300、5400的倾斜面相对；动平台设于第三运动组件上，且动平台的两侧分别与两个倾斜面滑动连接；当第一运动组件和第二运动组件同向运动时，动平台沿动平台的中心轴进行转动；当第一运动组件和第二运动组件反向运动时，动平台相对于底座上下移动。本技术通过多组运动组件配合楔形块进行两个垂直方向上的运动，使得与楔形块滑动连接的动平台能够实现X、Y方向上的运动，且能够以自身中心轴实现转动，实现三自由度解耦运动。在本实施例中，第一运动组件、第二运动组件和第三运动组件相似，以第三运动组件为例作为说明，如图2所示，第三运动组件包括：宏运动件3012和与宏运动件弹性连接的宏微运动件3013，两者之间设有压电陶瓷3017。宏运动件3012上具有延伸件，延伸件具有空槽，宏微运动件3013上具有容纳延伸件的空腔，空腔上设有用于嵌入空槽非端部的凸起。压电陶瓷3017设置在空槽内并位于凸起的一侧，空槽内且凸起的另一侧设有高钢弹簧3014。第一运动组件、第二运动组件的结构与第三运动组件类似，此处不做赘述。此处对压电陶瓷形变后带动宏微运动件的过程进行说明：由于宏微运动件的凸起两侧分别放置压电陶瓷和高钢弹簧，压电陶瓷未上电时，高压弹簧此时的弹力通过凸起对压电陶瓷进行挤压作用(顶紧压电陶瓷)，防止压电陶瓷发生形变。陶瓷上电后，陶瓷本身发生形变对凸起施加一个压力，该压力大于弹簧此时的弹力，因此在力的作用下，宏微运动件发生位移即微运动。底座上还安装有三个与第一运动组件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平面驱动的可俯仰三自由度运动平台，其特征在于，包括：设于底座上的第一运动组件、第二运动组件、第三运动组件、动平台和两个具有倾斜面的楔形块；所述第三运动组件设于所述第一运动组件和所述第二运动组件之间，所述第一运动组件和所述第二运动组件的运动轨迹平行，且均与所述第三运动组件的运动轨迹垂直；两个所述楔形块分别设于所述第一运动组件和所述第二运动组件上，且两个所述楔形块的倾斜面相对；所述动平台设于所述第三运动组件上，且所述动平台的两侧分别与两个所述倾斜面滑动连接；当所述第一运动组件和所述第二运动组件同向运动时，所述动平台沿所述动平台的中心轴进行转动；当所述第一运动组件和所述第二运动组件反向运动时，所述动平台相对于所述底座上下移动。

【技术特征摘要】
1.一种平面驱动的可俯仰三自由度运动平台，其特征在于，包括：设于底座上的第一运动组件、第二运动组件、第三运动组件、动平台和两个具有倾斜面的楔形块；所述第三运动组件设于所述第一运动组件和所述第二运动组件之间，所述第一运动组件和所述第二运动组件的运动轨迹平行，且均与所述第三运动组件的运动轨迹垂直；两个所述楔形块分别设于所述第一运动组件和所述第二运动组件上，且两个所述楔形块的倾斜面相对；所述动平台设于所述第三运动组件上，且所述动平台的两侧分别与两个所述倾斜面滑动连接；当所述第一运动组件和所述第二运动组件同向运动时，所述动平台沿所述动平台的中心轴进行转动；当所述第一运动组件和所述第二运动组件反向运动时，所述动平台相对于所述底座上下移动。2.根据权利要求1所述的平面驱动的可俯仰三自由度运动平台，其特征在于，所述动平台包括：粗杆、细杆和工作平台；所述粗杆固定连接于所述第三运动组件上，所述粗杆具有轴心孔，所述轴心孔用于容纳所述细杆的第一端，使得所述细杆可在所述粗杆内相对于所述底座上下移动；所述工作平台具有第一中心孔，所述第一中心孔用于容纳所述细杆的第二端，所述工作平台与所述细杆的第二端转动连接，所述工作平台可绕二者的连接处进行转动。3.根据权利要求2所述的平面驱动的可俯仰三自由度运动平台，其特征在于，所述细杆的第二端具有第二中心孔，所述工作平台在所述第一中心孔处具有穿过所述第二中心孔的横轴，且所述横轴与所述倾斜面平行。4.根据权利要求3所述的平面驱动的可俯仰三自由度运...

【专利技术属性】
技术研发人员：高健，张金迪，刘亚超，钟永彬，张揽宇，陈新，钟耿君，王家印，谭令威，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：广东,44