本發(fā)明涉及精密運(yùn)動(dòng)定位，尤其涉及一種精密旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。

背景技術(shù)：

1、精密旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)作為許多高精度定位領(lǐng)域的典型需求，可以應(yīng)用于同步輻射光學(xué)領(lǐng)域、半導(dǎo)體工程領(lǐng)域、空間激光對(duì)準(zhǔn)通信領(lǐng)域等。

2、傳統(tǒng)基于渦輪蝸桿實(shí)現(xiàn)的精密轉(zhuǎn)臺(tái)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作難度大，且定位精度較低。柔性機(jī)構(gòu)由于具有無摩擦、無裝配、無潤(rùn)滑等優(yōu)勢(shì)，定位精度較高。

3、然而，由于柔性機(jī)構(gòu)的高精度定位是依靠材料微小的彈性形變來產(chǎn)生微小位移或轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，裝置的運(yùn)動(dòng)行程會(huì)受到限制，從而限制了其在更廣泛領(lǐng)域的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明提出一種精密旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，能夠在保證高精度定位的前提下，提高旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)行程，從而擴(kuò)大應(yīng)用范圍。

2、本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種精密旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，包括底座、轉(zhuǎn)臺(tái)組、旋轉(zhuǎn)軸、可變形組和驅(qū)動(dòng)組件，轉(zhuǎn)臺(tái)組包括層疊間隔設(shè)置的第一轉(zhuǎn)臺(tái)和第二轉(zhuǎn)臺(tái)，第一轉(zhuǎn)臺(tái)和第二轉(zhuǎn)臺(tái)均為環(huán)狀，第一轉(zhuǎn)臺(tái)與底座固定連接，第二轉(zhuǎn)臺(tái)用于承載待載物，旋轉(zhuǎn)軸設(shè)于轉(zhuǎn)臺(tái)組的中心軸處，可變形組包括至少一個(gè)第一可變形件和至少一個(gè)第二可變形件，第一可變形件連接第一轉(zhuǎn)臺(tái)和旋轉(zhuǎn)軸，第二可變形件連接第二轉(zhuǎn)臺(tái)和旋轉(zhuǎn)軸，驅(qū)動(dòng)組件用于驅(qū)動(dòng)第二轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)。

3、根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的精密旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，通過設(shè)置由旋轉(zhuǎn)軸連接的第一轉(zhuǎn)臺(tái)和第二轉(zhuǎn)臺(tái)，以及分別用于連接第一轉(zhuǎn)臺(tái)和旋轉(zhuǎn)軸、第二轉(zhuǎn)臺(tái)和旋轉(zhuǎn)軸的第一可變形件和第二可變形件，使得第二轉(zhuǎn)臺(tái)在驅(qū)動(dòng)組件的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以發(fā)生形變的構(gòu)件增多，從而通過形變產(chǎn)生較大的位移，提高了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)行程，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。

4、在本申請(qǐng)的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，可變形組還包括至少一個(gè)第三可變形件、至少一個(gè)第四可變形件和至少一個(gè)第五可變形件，第三可變形件設(shè)于旋轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)臺(tái)組之間，且與底座固定連接；旋轉(zhuǎn)軸包括層疊間隔設(shè)置的第一軸段和第二軸段，第一可變形件連接第一轉(zhuǎn)臺(tái)和第一軸段，第二可變形件連接第二轉(zhuǎn)臺(tái)和第二軸段；第四可變形件連接第一軸段與第三可變形件，第五可變形件連接第二軸段和第三可變形件。

5、在本申請(qǐng)的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，第一轉(zhuǎn)臺(tái)為兩個(gè)，第二轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)于兩個(gè)第一轉(zhuǎn)臺(tái)之間，兩個(gè)第一轉(zhuǎn)臺(tái)通過至少一個(gè)固定件連接；第一軸段為兩個(gè)，第二軸段設(shè)于兩個(gè)第一軸段之間；第一可變形件為至少兩個(gè)，第一轉(zhuǎn)臺(tái)與第一軸段通過至少一個(gè)第一可變形件連接；第四可變形件為至少兩個(gè)，每個(gè)第一軸段通過至少一個(gè)第一可變形件與第三可變形件連接。

6、在本申請(qǐng)的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，轉(zhuǎn)臺(tái)組、旋轉(zhuǎn)軸和可變形組為一體成型結(jié)構(gòu)。

7、在本申請(qǐng)的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，轉(zhuǎn)臺(tái)組還包括載物臺(tái)，載物臺(tái)通過轉(zhuǎn)接件與第二轉(zhuǎn)臺(tái)連接，載物臺(tái)用于承載待載物。

8、在本申請(qǐng)的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，驅(qū)動(dòng)組件包括驅(qū)動(dòng)件和驅(qū)動(dòng)臂，驅(qū)動(dòng)臂與第二轉(zhuǎn)臺(tái)固定連接，驅(qū)動(dòng)件驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)臂繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。

9、在本申請(qǐng)的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，驅(qū)動(dòng)件為直線電機(jī)，直線電機(jī)的輸出端設(shè)于驅(qū)動(dòng)臂的一側(cè)，以使驅(qū)動(dòng)臂在輸出端的推動(dòng)下發(fā)生旋轉(zhuǎn)；驅(qū)動(dòng)組件還包括彈性件，彈性件一端與底座連接，另一端與驅(qū)動(dòng)臂連接，且驅(qū)動(dòng)臂在輸出端的推動(dòng)下旋轉(zhuǎn)時(shí)，彈性件具有預(yù)緊力。

10、在本申請(qǐng)的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，驅(qū)動(dòng)組件還包括高精度驅(qū)動(dòng)器，高精度驅(qū)動(dòng)器與驅(qū)動(dòng)臂連接；驅(qū)動(dòng)件具有第一位置和第二位置，在第一位置，驅(qū)動(dòng)件的輸出端能夠與驅(qū)動(dòng)臂抵接，在第二位置，驅(qū)動(dòng)件的輸出端能夠與高精度驅(qū)動(dòng)器抵接。

11、在本申請(qǐng)的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，驅(qū)動(dòng)組件還包括驅(qū)動(dòng)座，驅(qū)動(dòng)座與底座連接，驅(qū)動(dòng)件與驅(qū)動(dòng)座可拆卸固定連接，以在第一位置和第二位置之間切換；彈性件的一端通過驅(qū)動(dòng)座與底座連接。

12、在本申請(qǐng)的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，還包括傳感器組件，傳感器組件包括位移測(cè)量件和讀數(shù)件，位移測(cè)量件與驅(qū)動(dòng)臂連接，讀數(shù)件與底座連接，且靠近位移測(cè)量件，以讀出位移測(cè)量件測(cè)量出的驅(qū)動(dòng)臂的位移。

13、本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

技術(shù)特征：

1.一種精密旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精密旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，所述可變形組（40）還包括至少一個(gè)第三可變形件（43）、至少一個(gè)第四可變形件（44）和至少一個(gè)第五可變形件（45），所述第三可變形件（43）設(shè)于所述旋轉(zhuǎn)軸（30）與所述轉(zhuǎn)臺(tái)組（20）之間，且與所述底座（10）固定連接；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的精密旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，所述第一轉(zhuǎn)臺(tái)（21）為兩個(gè)，所述第二轉(zhuǎn)臺(tái)（22）設(shè)于兩個(gè)所述第一轉(zhuǎn)臺(tái)（21）之間，兩個(gè)所述第一轉(zhuǎn)臺(tái)（21）通過至少一個(gè)固定件（24）連接；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精密旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)臺(tái)組（20）、所述旋轉(zhuǎn)軸（30）和所述可變形組（40）為一體成型結(jié)構(gòu)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精密旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)臺(tái)組（20）還包括載物臺(tái)（23），所述載物臺(tái)（23）通過轉(zhuǎn)接件（25）與所述第二轉(zhuǎn)臺(tái)（22）連接，所述載物臺(tái)（23）用于承載待載物。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精密旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)組件（50）包括驅(qū)動(dòng)件（51）和驅(qū)動(dòng)臂（52），所述驅(qū)動(dòng)臂（52）與所述第二轉(zhuǎn)臺(tái)（22）固定連接，所述驅(qū)動(dòng)件（51）驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)臂（52）繞所述旋轉(zhuǎn)軸（30）旋轉(zhuǎn)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的精密旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)件（51）為直線電機(jī)，所述直線電機(jī)的輸出端設(shè)于所述驅(qū)動(dòng)臂（52）的一側(cè)，以使所述驅(qū)動(dòng)臂（52）在所述輸出端的推動(dòng)下發(fā)生旋轉(zhuǎn)；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的精密旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)組件（50）還包括高精度驅(qū)動(dòng)器（54），所述高精度驅(qū)動(dòng)器（54）與所述驅(qū)動(dòng)臂（52）連接；

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的精密旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)組件（50）還包括驅(qū)動(dòng)座，所述驅(qū)動(dòng)座與所述底座（10）連接，所述驅(qū)動(dòng)件（51）與所述驅(qū)動(dòng)座可拆卸固定連接，以在所述第一位置和所述第二位置之間切換；

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的精密旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，還包括傳感器組件（60），所述傳感器組件（60）包括位移測(cè)量件（61）和讀數(shù)件（62），所述位移測(cè)量件（61）與所述驅(qū)動(dòng)臂（52）連接，所述讀數(shù)件（62）與所述底座（10）連接，且靠近所述位移測(cè)量件（61），以讀出所述位移測(cè)量件（61）測(cè)量出的所述驅(qū)動(dòng)臂（52）的位移。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種精密旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，包括底座、轉(zhuǎn)臺(tái)組、旋轉(zhuǎn)軸、可變形組和驅(qū)動(dòng)組件，轉(zhuǎn)臺(tái)組包括層疊間隔設(shè)置的第一轉(zhuǎn)臺(tái)和第二轉(zhuǎn)臺(tái)，第一轉(zhuǎn)臺(tái)和第二轉(zhuǎn)臺(tái)均為環(huán)狀，第一轉(zhuǎn)臺(tái)與底座固定連接，第二轉(zhuǎn)臺(tái)用于承載待載物，旋轉(zhuǎn)軸設(shè)于轉(zhuǎn)臺(tái)組的中心軸處，可變形組包括至少一個(gè)第一可變形件和至少一個(gè)第二可變形件，第一可變形件連接第一轉(zhuǎn)臺(tái)和旋轉(zhuǎn)軸，第二可變形件連接第二轉(zhuǎn)臺(tái)和旋轉(zhuǎn)軸，驅(qū)動(dòng)組件用于驅(qū)動(dòng)第二轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)。該精密旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)能夠在保證高精度定位的前提下，提高旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)行程，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。

技術(shù)研發(fā)人員：張路,梁好,徐偉,張?jiān)粕?孫錚,楊揚(yáng),岳宗仰,李明
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19