一种空间三平移微动超精密定位平台制造技术

本实用新型专利技术涉及超精密定位技术，特别是一种空间三平移微动超精密定位平台。常规的三自由度并联机构一般都是运用刚性元件来实现，为了实现精密定位，通常采用伺服电机和精密丝杠传动方案，然而这种定位方式由于螺纹间隙和传动摩擦的存在，其定位精度一般只能达到微米级。本实用新型专利技术三个结构相同的柔顺支链通过螺钉分别固定在固定基座上，同时末端执行器被镶嵌在三个柔顺支链的动平台之间。安装在柔顺支链上的压电陶瓷驱动驱动后，柔性连杆８和柔性连杆１３发生变形，传到支架６，支架６再通过柔性连杆１２和柔性连杆１５将运动传到动平台，根据三个柔顺支链的运动来确定超精密定位平台的空间三平移运动，最终实现超精密定位。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

A space three translational micro motion ultra precision positioning platform

The utility model relates to an ultra precision positioning technique, in particular to a space three translational micro motion ultra precision positioning platform. Three degree of freedom parallel mechanism routine is usually achieved by using rigid elements, in order to achieve precise positioning, usually adopts the servo motor and ball screw transmission scheme, but the positioning mode due to the existence of friction drive and screw clearance, the positioning accuracy can reach micron level generally. The three flexible branched chains with the same structure are respectively fixed on the fixed base by screws, and the end effector is embedded between the movable platforms of the three compliant branch chains. The piezoelectric ceramic is installed in the drive after the chain smooth, flexible connecting rod 8 and flexible connecting rod 13 is deformed, to support 6, 6 through 12 support flexible link and flexible linkage 15 motion to the moving platform, to determine the ultra precision positioning platform in the space of three translational motion based on three compliant branched motion, eventually to achieve ultra precision positioning.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及超精密定位技术，特别是一种空间三平移微动超精密定位平台。
技术介绍
具有高精度精密定位平台系统在近代尖端工业生产和科学研究领域内占有极其重要的地位。它是直接影响精密、超精密切削加工水平、精密测量水平及超大规模集成电路生产水平的关键环节，同时它的各项技术指标是各国高技术发展水平的重要标志。精密定位技术在磁头生产、大规模集成电路制造与检测、生物芯片技术、通讯中的微开关和光纤对接、微电子产品制造、精密和超精密加工、精密操作、精密测量、微机电系统、生物医学工程等许多尖端领域中具有广泛的应用前景。随着微电子技术、通讯技术、精密和超精密加工等技术的高速发展，对精密定位技术的要求也越来越迫切。精密制造中要求系统平台具有微米级、亚微米级甚至纳米级的重复定位精度。例如，在微电子领域，随着大规模集成电路集成度的提高，线宽已经达到亚微米级，有的器件刻划宽度达到0. 75iim。制造过程中对定位精度苛刻要求需要研制高性能的超精密空间定位平台作为其技术支撑。实现亚微米甚至纳米级的空间定位，常规的驱动和传动方式已不再适用。例如，常规的三自由度并联机构一般都是运用刚性元件来实现，为了实现精密定位，通常采用伺服电机和精密丝杠传动方案，然而这种定位方式由于螺纹间隙和传动摩擦的存在，其定位精度一般只能达到微米级。为了补偿传动误差，提高分辨率，往往采用电磁或压电驱动对工作平台进行精细位置调整，但调整过程长、系统复杂，且由于空间耦合作用使得空间定位精度调整难以实现。
技术实现思路
为克服上述不足，本技术提供一种空间三平移微动超精密定位平台。运用三对称配置全柔顺并联支链的柔性变形，实现定位平台空间三平移微动超精密定位。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种空间三平移微动超精密定位平台，将三个相同柔顺支链1分别紧固在固定基座3的三个面上，超精密定位平台2固定于末端执行器4上，末端执行器4镶在三个柔顺支链的动平台14中间； 柔顺支链1中的定平台5通过柔性连杆8、 13与支架6连接，支架6通过柔性连杆12、15与动平台14连接，压电陶瓷驱动9、16同步驱动柔性连杆8、13，形成具有全柔顺结构支链； 柔性连杆8、 13两端分别连接转动关节7，柔性连杆12、 15两端分别连接U型关节10。 三个相同柔顺支链1分别通过螺钉11紧固在固定基座3的三个面上。 本技术的有益效果是利用柔顺元件的弹性变形而非刚性元件的运动来传递或转换运动、力或能量的一种新型免装配机构，避免了并联机构由于运动副轴线装配误差及运动副存在的间隙对末端平台运动特性所造成的影响，定位精准；继承了并联机构空间多自由度运动特性，克服常规方式由于螺纹孔行程和传动摩擦等因素对精密定位精度的影响，达到纳米级超精密定位。附图说明图1为本技术结构示意图。 图2为图1中一个柔顺支链的结构示意图。 图中1.柔顺支链，2.超精密定位平台，3.固定基座，4.末端执行器，5.定平台，6.支架，7.转动关节，8.柔性连杆，9.压电陶瓷驱动，10.U型关节，11.螺钉，12.柔性连杆，13.柔性连杆，14.动平台，15.柔性连杆，16.压电陶瓷驱动。 其中柔性连杆8和柔性连杆13相同，柔性连杆12和柔性连杆15相同，压电陶瓷驱动9和压电陶瓷驱动16相同。具体实施方式三个结构相同的柔顺支链通过螺钉11分别固定在固定基座3上，同时末端执行器4被镶嵌在三个柔顺支链的动平台14之间。安装在柔顺支链上的压电陶瓷驱动9、16驱动后，柔性连杆8和柔性连杆13发生变形，传到支架6，支架6再通过柔性连杆12和柔性连杆15将运动传到动平台14，根据三个柔顺支链的运动来确定超精密定位平台2的空间三平移运动，最终实现超精密定位。 本技术中超精密定位平台2、末端执行器4、定平台5、动平台14、转动关节7、U型关节10、压电陶瓷驱动9、16等均为现有技术产品或结构。 本技术中转动关节7，连接在柔性连杆8、13两端，实现柔性变形传动。 本技术中U型关节10，由两个轴线相互正交的柔性转动关节组成，连接在柔性连杆12、 15的两端，为超精密定位平台2提供转动约束，实现其柔性微平移运动。 本技术继承了并联机构空间多自由度运动特性，克服了常规方式由于螺纹孔行程和传动摩擦等因素对精密定位精度的影响，达到纳米级超精密定位。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空间三平移微动超精密定位平台，其特征在于：将三个相同柔顺支链（１）分别紧固在固定基座（３）的三个面上，超精密定位平台（２）固定于末端执行器（４）上，末端执行器（４）镶在三个柔顺支链的动平台（１４）中间。

【技术特征摘要】
一种空间三平移微动超精密定位平台，其特征在于将三个相同柔顺支链(1)分别紧固在固定基座(3)的三个面上，超精密定位平台(2)固定于末端执行器(4)上，末端执行器(4)镶在三个柔顺支链的动平台(14)中间。2. 根据权利要求1所述一种空间三平移微动超精密定位平台，其特征在于柔顺支链(1)中的定平台(5)通过柔性连杆(8) 、 (13)与支架(6)连接，支架(6)通过柔性连杆(12)、(15)与动平台(14)连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱大昌，黄勇，陈强，
申请(专利权)人：江西理工大学，
类型：实用新型
国别省市：36[中国|江西]