基于蜂窝结构铰链的高精度Z向单自由度微定位平台.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110415759A(43)申请公布日2019.11.05(21)申请号201910674153.7(22)申请日2019.07.25(71)申请人天津大学地址300350天津市津南区海河教育园雅观路135号天津大学北洋园校区(72)发明人田延岭杨明旋王福军周重凯李兵臣(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人王蒙蒙(51)Int.Cl.G12B5/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图5页(54)发明名称基于蜂窝结构铰链的高精度Z向单自由度微定位平台(57)摘要本发明公开了一种基于蜂窝结构铰链的高精度Z向单自由度微定位平台，包括蜂窝结构铰链支撑环，底座和压电陶瓷驱动器；所述蜂窝结构铰链支撑环包括位于其外围的外环、位于其中心的终端平台和介于外环与终端平台之间的蜂窝结构铰链，所述蜂窝结构铰链为由正六边形组成的蜂窝状结构；所述外环固定连接在所述底座上；所述压电陶瓷驱动器固定连接在所述底座内，所述终端平台的底部中心与所述压电陶瓷驱动器的顶端接触，由所述压电陶瓷驱动器产生Z向位移带动所述终端平台产生Z向位移。本发明采用基于仿生学原理设计的正六边形组成的蜂窝结构铰链，具有刚度大、对称性好、结构紧凑的特点，能够实现终端平台在Z方向的高精度高频宽的运动与定位。CN110415759ACN110415759A权利要求书1/1页1.一种基于蜂窝结构铰链的高精度Z向单自由度微定位平台，其特征在于，包括：蜂窝结构铰链支撑环(1)，所述蜂窝结构铰链支撑环(1)包括位于所述蜂窝结构铰链支撑环(1)外围的外环(11)、位于所述蜂窝结构铰链支撑环(1)中心的终端平台(12)和介于所述外环(11)与所述终端平台(12)之间的蜂窝结构铰链(13)，所述蜂窝结构铰链(13)为由正六边形组成的蜂窝状结构；底座(2)，所述蜂窝结构铰链支撑环(1)的外环(11)固定连接在所述底座(2)上；以及，压电陶瓷驱动器(4)，所述压电陶瓷驱动器(4)固定连接在所述底座(2)内，所述蜂窝结构铰链支撑环(1)的终端平台(12)的底部中心与所述压电陶瓷驱动器(4)的顶端接触，由所述压电陶瓷驱动器(4)产生Z向位移带动所述终端平台(12)产生Z向位移。2.根据权利要求1所述的一种基于蜂窝结构铰链的高精度Z向单自由度微定位平台，其特征在于，在所述蜂窝结构铰链支撑环(1)的外环(11)的上部设置有垫片(3)，所述蜂窝结构铰链支撑环(1)的外环(11)和所述垫片(3)通过螺栓连接与所述底座(2)固接在一起。3.根据权利要求1所述的一种基于蜂窝结构铰链的高精度Z向单自由度微定位平台，其特征在于，所述底座(2)包括：底部结构(21)，圆环支撑结构(22)，所述圆环支撑结构(22)固定连接在所述底部结构(21)上，所述蜂窝结构铰链支撑环(1)的外环(11)固定连接在所述圆环支撑结构(22)上；以及，内部支撑结构(23)，所述内部支撑结构(23)位于所述圆环支撑结构(22)内，并固定连接在所述底部结构(21)的中心，所述压电陶瓷驱动器(4)安装于所述内部支撑结构(23)内。4.根据权利要求3所述的一种基于蜂窝结构铰链的高精度Z向单自由度微定位平台，其特征在于，所述压电陶瓷驱动器(4)采用螺栓预紧方式安装于所述内部支撑结构(23)内。2CN110415759A说明书1/3页基于蜂窝结构铰链的高精度Z向单自由度微定位平台技术领域[0001]本发明涉及微定位平台，特别涉及一种基于蜂窝结构铰链的高精度Z向单自由度微定位平台。背景技术[0002]随着科技发展，微纳技术得到了广阔应用。但是，高精度的微定位平台一直制约着微纳技术的推广。目前，低刚度的Z向单自由度微定位平台已获得了重大突破，但是，大刚度的高精度Z向单自由度微定位平台还需要进一步提高。发明内容[0003]本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种基于蜂窝结构铰链的高精度Z向单自由度微定位平台，本发明平台能够实现Z向平动自由度，并且刚度大、精度高、固有频率高。[0004]本发明所采用的技术方案是：一种基于蜂窝结构铰链的高精度Z向单自由度微定位平台，包括：[0005]蜂窝结构铰链支撑环，所述蜂窝结构铰链支撑环包括位于所述蜂窝结构铰链支撑环外围的外环、位于所述蜂窝结构铰链支撑环中心的终端平台和介于所述外环与所述终端平台之间的蜂窝结构铰链，所述蜂窝结构铰链为由正六边形组成的蜂窝状结构；[0006]底座，所述蜂窝结构铰链支撑环的外环固定连接在所述底座上；以及，[0007]压电陶瓷驱动器，所述压电陶瓷驱动器固定连接在所述底座内，所述蜂窝结构铰链支撑环的终端平台的底部中心与所述压电陶瓷驱动器的顶端接触，由所述压电陶瓷驱动器产生Z向位移带动所述终端平