三自由度精密定位工作台.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN101871549A

(43)申请公布日2010.10.27

(21)申请号CN201010193005.2

(22)申请日2010.06.04

(71)申请人上海理工大学

地址200093上海市军工路516号

(72)发明人王慧王宏峰

(74)专利代理机构上海新天专利代理有限公司

代理人宋冠群

(51)Int.CI

F16M11/04

F16M11/18

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

三自由度精密定位工作台

(57)摘要

本发明涉及一种三自由度精密定位

工作台，包括工作台，放大基座。工作台

与放大基台之间通过三个圆柱杆定位。放

大基座为三组二级放大机构的互相垂直交

叉组合而成。本发明能达到纳米级定位精

度，定位工作台具有很好的可操作性，有

效克服三组微位移放大机构之间的输入、

输出耦合问题，增加其工作灵活性。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.一种三自由度精密定位工作台，包括工作平台(5)和放大基座(1)，其特征在于：

所述工作平台(5)与放大基座(1)之间通过三个圆柱杆(4)连接，所述的放大基座(1)为

三组二级放大机构的互相垂直交叉组合而成。

2.根据权利要求1所述的三自由度精密定位工作台，其特征在于：所述的圆柱杆(4)

由弹簧(3)推动，并受到弹簧(3)的预紧力，圆柱杆(4)可随弹簧(3)的伸缩在放大基座

(1)中移动。

3.根据权利要求1所述的三自由度精密定位工作台，其特征在于：所述的工作平台

(5)在三个相邻面开有互相垂直的内槽。

4.根据权利要求1所述的三自由度精密定位工作台，其特征在于：所述的二级放大

机构是微位移放大机构。

说明书

技术领域

本发明涉及一种精密定位工作台，特别是涉及一种可实现沿X、Y、Z方向精密移

动的精密定位工作台。

背景技术

目前，精密定位平台都不具有驱动冗余性能。所谓冗余，就是从安全角度考虑多余

的一个量，这个量就是为了保障仪器、设备或某项工作在非正常情况下也能正常运

转。如果运动平台处于非正常情况时，将失去一个或数个自由度降低完成任务的能

力。因此，可以通过增加一个或数个驱动输入来改善工作台的工作能力，满足避免

接近非正常情况的要求。这种冗余精密定位平台能够优化可操作性、改善运动学和

动力学特性。另外，现有的三自由度精密定位平台一般均存在输入、输出耦合问题，

从而影响了工作精度，增加控制难度。

发明内容

为克服上述已有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种三自由度精密定

位工作台，该定位工作台可同时避免各自由度方向上运动间的干扰，优化可操作度，

改善运动学和动力学特性，而且整个定位平台本体是一体的，可以由一块材料加工

而成。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种三自由度精密定位工作台，包括工作平台和放大基座，所述工作平台与放大基

座之间通过三个圆柱杆连接，所述的放大基座为三组二级放大机构的互相垂直交叉

组合而成。

所述的圆柱杆由弹簧推动，并受到弹簧的预紧力，圆柱杆可随弹簧的伸缩在放大基

座中移动。

所述的工作平台在三个相邻面开有互相垂直的内槽。

所述的二级放大机构是微位移放大机构。

与现有技术相比，本发明的有益效果可以是：

本发明采用了三组驱动输入，各驱动输入间互不影响增加了定位工作台的可操作性，

可以满足运动学要求，通过增加放大机构的级数还可以扩大定位平台的工作范围；

由于采用了柔性铰链6连接，保证了运动传递的无间隙、无摩擦、免润滑、高精度

和高稳定性；由于采用了垂直结构，可以有效避免输入、输出的耦合效应，避免积

累误差，有效提高工作台的精度；由于工作台通过圆柱杆连接，当圆柱杆推进放大

基座