阅读说明：本技术 一种大行程高速高精度的xy并联解耦微定位平台 (Large-stroke high-speed high-precision XY parallel decoupling micro-positioning platform ) 是由 高健 赖文秀 陈国聪 张揽宇 刘亚超 钟永彬 罗于恒 林华文 于 2020-07-09 设计创作，主要内容包括：一种大行程高速高精度的XY并联解耦微定位平台,包括中心移动平台、固定机构、桥式微位移放大机构、柔性移动副与压电陶瓷；固定机构设于相邻桥式微位移放大机构之间,关于中心移动平台的正负X轴与Y轴对称；桥式微位移放大机构对称设于中心移动平台正负X轴与Y轴上,包括两第一纵梁、两第二纵梁以及多个横梁；两第一纵梁平行间距分布；两第二纵梁间距设于两第一纵梁之间且通过横梁连接第一纵梁；横梁通过柔性移动副连接各纵梁；压电陶瓷设于两第一纵梁的输入端之间；靠近中心移动平台的第二纵梁设有输出端；输出端通过柔性移动副连接中心移动平台与固定机构。本申请提供的解耦微定位平台能够在Micro LED芯片修复过程中,对缺陷位置进行精准定位。(A large-stroke high-speed high-precision XY parallel decoupling micro-positioning platform comprises a central moving platform, a fixing mechanism, a bridge type micro-displacement amplifying mechanism, a flexible moving pair and piezoelectric ceramics; the fixing mechanism is arranged between the adjacent bridge type micro-displacement amplifying mechanisms and is symmetrical about the positive and negative X axis and the Y axis of the central moving platform; the bridge type micro-displacement amplification mechanisms are symmetrically arranged on a positive X axis and a negative X axis and a Y axis of the central moving platform and comprise two first longitudinal beams, two second longitudinal beams and a plurality of cross beams; the two first longitudinal beams are distributed in parallel at intervals; the two second longitudinal beams are arranged between the two first longitudinal beams at intervals and connected with the first longitudinal beams through the cross beam; the cross beam is connected with each longitudinal beam through a flexible moving pair; the piezoelectric ceramic is arranged between the input ends of the two first longitudinal beams; the second longitudinal beam close to the central moving platform is provided with an output end; the output end is connected with the central moving platform and the fixing mechanism through the flexible moving pair. The decoupling Micro-positioning platform provided by the application can be used for accurately positioning the defect position in the Micro LED chip repairing process.)

一种大行程高速高精度的XY并联解耦微定位平台

技术领域

本申请涉及MicroLED修复领域，具体涉及一种大行程高速高精度的XY并联解耦微定位平台。

背景技术

随着信息产业的迅猛发展，各种电子产品的应用也越来越广泛。Micro LED作为新一代显示技术，拥有比现有的OLED技术亮度更高、发光效率更好、功耗更低、体积更小、分辨率更高、使用寿命更长等优点，具有巨大的发展优势。如今，MicroLED芯片的巨量转移和贴装技术日趋成熟，但在芯片修复领域仍有较大空缺，而修复对于提高MicroLED生产的高效性和可靠性有着不可或缺的作用。

中国专利文献CN209983033U公布了一种面向MicroLED芯片的新型检测修补贴装设备，利用直线电机驱动移动轴对MicroLED芯片进行定位，但MicroLED芯片尺度较小，通常在3-10um,因而该设计难以对芯片进行准确定位。

为实现MicroLED的缺陷修复技术，满足日益提高的工艺要求，对Micro LED修复技术进行深入研究已刻不容缓。

发明内容

有鉴于此，本申请目的在于提供一种面向MicroLED修复的一种大行程高速高精度的XY并联解耦微定位平台，解决了MicroLED缺陷修复过程中精确、快速定位等问题。

为达到上述目的，本申请提供一种大行程高速高精度的XY并联解耦微定位平台，包括中心移动平台、多个固定机构、多个桥式微位移放大机构、多个柔性移动副与压电陶瓷；

所述中心移动平台于以自身为中心的正负X轴以及正负Y轴上分别对称设置有所述桥式微位移放大机构；

多个所述固定机构分别一一对应设置于相邻所述桥式微位移放大机构之间，且关于以所述中心移动平台为中心的正负X轴和/或正负Y轴对称分布；所述桥式微位移放大机构包括至少两第一纵梁、至少两第二纵梁以及多个横梁；

两所述第一纵梁之间平行且间距分布；

两所述第二纵梁设置于两所述第一纵梁之间，且正对所述中心移动平台方向间距设置；

两所述第二纵梁分别通过所述横梁与所述第一纵梁连接；

各所述横梁分别通过柔性铰链与所述第一纵梁以及所述第二纵梁连接；

所述压电陶瓷设于两所述第一纵梁之间，且分别与所述第一纵梁的输入端连接；

靠近所述中心移动平台的所述第二纵梁上设有输出端；

所述输出端分别通过所述柔性移动副与中心移动平台以及所述固定机构连接。

优选地，两所述第二纵梁与两所述第一纵梁之间用以连接的所述横梁数目相等且平行分布。

优选地，每个所述桥式微位移放大机构的所述横梁具体为8个，所述第一纵梁具体为2个，所述第二纵梁具体为2个；

所述第二纵梁与所述第一纵梁之间均设有2个所述横梁。

优选地，所述柔性铰链具体为圆角V型柔性铰链。

优选地，所述圆角V型柔性铰链顶端为圆角；

所述圆角半径为所述圆角V型柔性铰链总长度的1/8；

所述圆角角度为π/4。

优选地，所述柔性移动副具体均为S型铰链拼接而成的双四杆移动副。

优选地，所述固定机构为直角型固定机构；

优选地，所述桥式微位移放大机构以及所述固定机构具体均为4个。

优选地，所述直角固定机构的端部设有用于固定的第一连接孔。

所述中心移动平台上设有多个用于固定的第二连接孔。

两所述第二纵梁中远离所述中心移动平台的所述第二纵梁上设有用于固定的第三连接孔。

优选地，所述中心移动平台具体为7075铝合金中心移动平台。

从以上技术方案可以看出，本申请采用多个围绕中心移动平台正负X轴与Y轴对称分布的桥式微位移放大机构，相比其他放大机构，如杠杆机构，有更高的横向刚度，能够实现对输入的高速响应，并且放大不易失真，在整个运动平台中还起着解耦和运动导向的作用，在修复过程中可以实现对压电陶瓷小行程的有效放大和准确定位；柔性铰链机构利用了弹性材料微小变形及其自回复的特性，消除了传动过程中的空程和机械摩擦，能够实现微运动的无摩擦、无间隙传递；整体结构采用镜面对称设计，可以平衡系统内部的应力，提高中心移动平台的刚度和承载特性，在机构本身尺寸精确的情况下，能够消除侧向附加位移，较小机构本身的纵向耦合位移误差，同时机构固有频率和带宽较大，能够保证机构工作时的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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为本申请中提供的一种大行程高速高精度的XY并联解耦微定位平台的整体结构示意图；

图2为本申请中提供的单个桥式微位移放大机构具体结构示意图；

图中：1、中心移动平台；2、固定机构；3、柔性移动副；4、横梁；5、第一纵梁；6、桥式微位移放大机构；7、第二纵梁；8、输出端；9、输入端；10、柔性铰链。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请实施例保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

本申请实施例公开了一种大行程高速高精度的XY并联解耦微定位平台。

请参阅图1与图2，本申请实施例中提供的一种大行程高速高精度的XY并联解耦微定位平台的一个实施例包括：中心移动平台1、多个固定机构2、多个桥式微位移放大机构6、多个柔性移动副3与压电陶瓷；中心移动平台1于以自身为中心的正负X轴以及正负Y轴上分别对称设置有述桥式微位移放大机构6；多个固定机构2分别一一对应设置于相邻桥式微位移放大机构6之间，且关于以所述中心移动平台1为中心的正负X轴和/或正负Y轴对称分布；桥式微位移放大机构6采用复合桥式放大机构，由两个桥式位移放大机构复合并联而成；桥式微位移放大机构6至少包括两第一纵梁5、两第二纵梁7以及多个横梁4；两第一纵梁5之间平行且间距分布；两第二纵梁7设置于两第一纵梁5之间，且正对中心移动平台1方向间距设置；两第二纵梁7分别通过横梁4与两第一纵梁5连接；各横梁4分别通过柔性铰链10与两第一纵梁5、两第二纵梁7连接；两第一纵梁5上中部设置有输入端9；压电陶瓷设于两第一纵梁5之间，且分别与两第一纵梁5上的输入端9连接；于靠近中心移动平台1的第二纵梁7上设有输出端8；输出端8通过柔性移动副3与中心移动平台连接，通过柔性移动副3与固定机构2连接。

具体来说，柔性铰链10可以是直角、叶型、圆形柔性铰链等，使得柔性铰链连接的两端可弹性转动变形即可。

具体来说，在本实施例的示意图中，压电陶瓷设置于两第一纵梁5之间，同时设置于两第二纵梁7之间；压电陶瓷也可以只设置于两第一纵梁5之间而不设于第二纵梁7之间，如空间上压电陶瓷处于第二纵梁7上方的情况等，具体不做限制。

桥式微位移放大机构6相对于其他放大机构如杠杆放大机构而言，具有结构紧凑、占用空间小、放大比不易失真且能够充分利用压电陶瓷驱动的优点，而且复合桥式放大机构固有更高的刚度。

以上为本申请实施例提供的一种大行程高速高精度的XY并联解耦微定位平台的实施例一，以下为本申请实施例提供的实施例二，具体请参阅图1至图2。

一种大行程高速高精度的XY并联解耦微定位平台，包括：中心移动平台1、多个固定机构2、多个桥式微位移放大机构6、多个柔性移动副3与压电陶瓷；中心移动平台1于以自身为中心的正负X轴以及正负Y轴上分别对称设置有述桥式微位移放大机构6；多个固定机构2分别一一对应设置于相邻桥式微位移放大机构6之间，且关于以所述中心移动平台1为中心的正负X轴和/或正负Y轴对称分布；桥式微位移放大机构6采用复合桥式放大机构，由两个桥式位移放大机构复合并联而成；桥式微位移放大机构6至少包括两第一纵梁5、两第二纵梁7以及多个横梁4；两第一纵梁5之间平行且间距分布；两第二纵梁7设置于两第一纵梁5之间，且正对中心移动平台1方向间距设置；两第二纵梁7分别通过横梁4与两第一纵梁5连接；各横梁4分别通过柔性铰链10与两第一纵梁5、两第二纵梁7连接；两第一纵梁5上中部设置有输入端9；压电陶瓷设于两第一纵梁5之间，且分别与两第一纵梁5上的输入端9连接；于靠近中心移动平台1的第二纵梁7上设有输出端8；输出端8通过柔性移动副3与中心移动平台连接，通过柔性移动副3与固定机构2连接。

进一步地，两第二纵梁7与两第一纵梁5之间用以连接的横梁数目相等且平行分布。

进一步地，每个桥式微位移放大机构6具体包含8个横梁4与16个柔性铰链10，第一纵梁5具体为2个，第二纵梁7具体为2个；

第二纵梁7与第一纵梁5之间均设有2个横梁4。

进一步地，为了使柔性铰链10有更高的刚度，柔性铰链10具体为圆角V型柔性铰链；圆角V型柔性铰链顶端为圆角；圆角半径为柔性V型铰链总长度的1/8，圆角角度为π/4。

满足上述条件的圆角柔性V型铰链相比圆形、叶形等其他柔性铰链具有更高的刚度，能够实现对输入的快速响应。

进一步地，为使柔性移动副3具有更大的柔度，减少对桥式微位移放大机构6的位移传递损失，柔性移动副3具体均为S型铰链拼接而成的双四杆移动副，能够有效地将输出端8所输出的位移传递到中心移动平台1上。

进一步地，固定机构2为直角型固定机构。

具体来说，固定机构也可以是圆角型、直线型等，固定机构2两端可连接相邻桥式微位移放大机构6，且可固定住即可。

进一步地，桥式微位移放大机构6以及固定机构2具体均为4个。

具体来说，桥式微位移放大机构6以及固定机构2关于中心位移平台1正负X轴和/或正负Y轴对称分布，为使整个系统能够在MicroLED芯片修复过程中尽可能的高速、精准定位，本实施例中桥式微位移放大机构6以及固定机构2均为设置为4个。

进一步地，固定机构2的端部设有用于固定的第一连接孔；中心移动平台1上设有多个用于固定的第二连接孔。

进一步地，两第二纵梁7中远离中心移动平台1的第二纵梁7上设有用于固定的第三连接孔。

具体来说，本文所述的连接孔可以是沉头孔、螺栓孔等，使得连接件可固定住即可；本实施例中，第一连接孔为2个，第二连接孔为2个，第三连接孔为8个，实际应用中连接孔的数量也可以根据实际需要设置，具体不做限制。

进一步地，中心移动平台1具体为7075铝合金中心移动平台。7075铝合金刚度大质量轻，可有效提高平台的刚度和带宽，确保平台在工作过程中的稳定性，使平台具有良好动态性能。

作为对上述一种大行程高速高精度的XY并联解耦微定位平台的进一步描述，该平台用压电陶瓷作为驱动。压电陶瓷利用逆压电原理，通过控制电流输入实现精确位移输出，具有结构紧凑、运动分辨率高、输出力大、能量转换效率高、无机械损耗、无磁场、响应快等优点，可以使平台发出的大位移输出更加精确可控。

使用上述一种大行程高速高精度的XY并联解耦微定位平台，当Micro LED芯片传送到修复设备处且缺陷修复位置通过宏平台大行程高速粗定位后，若需要Y方向上一个自由度的微位移补偿，则由压电陶瓷向输入端9输入位移，此时靠近中心移动平台1的第二纵梁7左侧横梁发生平移和逆时针转动、右侧横梁发生平移和顺时针转动，远离中心移动平台1的第二纵梁7左侧横梁发生平移和顺时针转动、右侧横梁发生平移和逆时针转动，最终使得输出端8朝着中心移动平台1的方向输出位移，然后通过柔性移动副3将位移传递到中心移动平台1连接的MicroLED修复工作台上，使MicroLED芯片快速、准确到达缺陷基板上方，替换故障RGB芯片。若需要进行X和Y两个方向上的微位移补偿，则可通过压电陶瓷对X轴与Y轴上的桥式微位移放大机构6的输入端9驱动，快速、精确地进行X和Y方向的微位移补偿。使用上述大行程高速高精度的XY并联解耦微定位平台，所进行的位移补偿属于微位移补偿，可实现对MicroLED缺陷修复宏定位装置进行微位移补偿，实现对芯片缺陷位置精确定位。

需要说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而己，并不用于限制本发明，尽管参照实例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。