一種位移可調(diào)節(jié)精密定位平臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]
本發(fā)明屬于柔順精密定位領(lǐng)域，特別是涉及一種位移可調(diào)節(jié)精密定位平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]
精密定位技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)工程、精密光學(xué)工程、微電子系統(tǒng)、國防科技等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，成為了高科技發(fā)展必不可少的一個環(huán)節(jié)。精密定位技術(shù)利用高精度的驅(qū)動裝置驅(qū)動支撐結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)定位要求。相比于其他定位技術(shù)，柔順鉸鏈精密定位平臺通過電磁驅(qū)動獲得平臺的位移輸出，結(jié)構(gòu)簡單，能夠消除鉸鏈間的摩擦和回程間隙，無需潤滑，同時可以獲得較大行程的位移輸出，具有很大的優(yōu)勢。對于需要高性能精密定位平臺做技術(shù)支持的半導(dǎo)體光刻，微型裝配，生物細(xì)胞操作等領(lǐng)域，柔順鉸鏈精密定位平臺有著廣泛的前景。
[0003]對于精密定位平臺而言，在實(shí)現(xiàn)大行程定位的同時，更重要的是要保證平臺定位的快速性和準(zhǔn)確性。據(jù)此，不僅要求驅(qū)動設(shè)備有較高的精度和良好性能，以及支撐結(jié)構(gòu)的優(yōu)良性能，還需要保證整個平臺裝配的合理性和精密性，方便操作。而傳統(tǒng)的柔順精密定位平臺裝配精度不高，不易操作，缺乏對柔順支撐結(jié)構(gòu)的保護(hù)，導(dǎo)致平臺整體定位精度受到較大的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]
針對所述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種新型位移可調(diào)節(jié)精密定位平臺，能夠使柔順鉸鏈精密定位平臺定位精度高，結(jié)構(gòu)簡單和方便操作，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確快速的定位要求。
[0005]為解決所述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種位移可調(diào)節(jié)精密定位平臺，包括:起支承和保護(hù)作用的底座，其通過四周均勻分布的螺紋孔安裝在精密光學(xué)隔振平臺上;通過交叉旋轉(zhuǎn)導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)X軸Y軸位移和R軸旋轉(zhuǎn)三個自由度方向上微調(diào)的手動可調(diào)架滑臺平臺，所述手動可調(diào)架滑臺平臺通過底部均勻分布的四個沉頭螺釘與底座固接，其工作臺面上均勻分布若干個螺紋孔;平臺墊塊，被安裝在可調(diào)架位移滑臺平臺上的平臺工作面上，支承柔順鉸鏈精密定位平臺，且具有用于安裝柔順鉸鏈精密定位平臺的螺紋孔;柔順鉸鏈精密定位平臺，在電磁驅(qū)動器的驅(qū)動左右下可實(shí)現(xiàn)X軸Y軸兩自由度方向上的位移，其通過螺紋連接安裝在所述平臺墊塊上；四塊電磁銜鐵，其通過螺紋連接對稱安裝在所述柔順鉸鏈精密定位平臺的四個方位上;起支承和轉(zhuǎn)接作用的Z軸直角轉(zhuǎn)接板，其通過底部螺釘和底座上的定位塊固定在所述平臺底座上;作為整個平臺的驅(qū)動設(shè)備的電磁驅(qū)動器，其通過螺紋連接安裝在所述Z軸直角轉(zhuǎn)接板上，正對所述電磁銜鐵，提供穩(wěn)定電磁力。
[0006]進(jìn)一步地，所述手動可調(diào)架滑臺平臺由兩個具有V型滾道的導(dǎo)軌、滾子保持架圓柱滾子等組成，相互交叉排列的圓柱滾子在經(jīng)過精密磨削的V型滾道面上往復(fù)運(yùn)動，可在X軸Y軸方向上實(shí)現(xiàn)行程達(dá)±6.5mm的平穩(wěn)直線運(yùn)動，精度可達(dá)0.01mm。從而準(zhǔn)確快速地改變電磁銜鐵與電磁鐵之間的間隙進(jìn)而改變電磁驅(qū)動力的大小，從而獲得所需的柔順鉸鏈精密定位平臺的位移輸出，極大地提高了平臺實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。
[0007]進(jìn)一步地，所述手動可調(diào)架滑臺平臺在R軸方向上可實(shí)現(xiàn)360°粗調(diào)以及±5°精調(diào)，粗精調(diào)之間可通過粗精調(diào)切換螺絲進(jìn)行切換。最大程度上改善電磁銜鐵與電磁鐵前表面的平行度，大大提高了整個定位平臺的安裝精度和實(shí)驗(yàn)的方便性。
[0008]進(jìn)一步地，所述手動可調(diào)架滑臺平臺的X軸Y軸方向分別通過X軸方向微分頭、Y軸方向微分頭進(jìn)行調(diào)節(jié)，且每個方向分別設(shè)置X軸反向鎖緊螺絲和Y軸方向鎖緊螺絲壓緊對應(yīng)的鎖緊片來固定滑臺平臺；R軸方向上設(shè)置對置止動螺絲從R軸方向微分頭的相反方向獲得耐震動、可靠性高的固定力。
[0009]進(jìn)一步地，所述手動可調(diào)架滑臺平臺除了安裝螺釘外均采用鋁合金材AL7075-T651，且都經(jīng)過黑色陽極氧化處理，質(zhì)量輕，避免了該手動可調(diào)架滑臺平臺影響電磁驅(qū)動設(shè)備對柔順鉸鏈精密定位平臺的驅(qū)動作用。
[0010]進(jìn)一步地，所述Z軸直角轉(zhuǎn)接板采用一體式鋁塊加工而成，表面經(jīng)過黑色陽極氧化處理，并對稱設(shè)置有肋板結(jié)構(gòu)。能夠提供良好的堅(jiān)固度。其兩正交面精密加工，保證垂直度要求。同時其后兩側(cè)對稱分布的肋板結(jié)構(gòu)加強(qiáng)了安裝機(jī)械性能。
[0011]進(jìn)一步地，所述電磁驅(qū)動器為吸盤式方形電磁鐵，工作電壓為24VDC，功率達(dá)10W，很好的滿足驅(qū)動要求。
[0012]進(jìn)一步地，所述平臺墊塊采用的材質(zhì)為鋁合金材料AL7075-T651，是與柔順鉸鏈精密定位平臺相同材質(zhì)的鋁合金材料，在不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的同時很好地起到了墊塊的作用，有效地解決了電磁銜鐵與手動可調(diào)架滑臺平臺的微分頭位置相互干涉的問題。
[0013]相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
采用XYR軸三自由度手動可調(diào)架滑臺平臺作為柔順鉸鏈精密定位平臺支承元件，通過相互交叉排列的圓柱滾子在經(jīng)過精密磨削的V型滾道面上往復(fù)運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)改變?nèi)犴樒脚_X軸Y軸方向上的初始位置，行程可達(dá)± 6.5mm，可在最小為0.01mm的級別上調(diào)整電磁銜鐵與電磁鐵之間的距離，進(jìn)而改變各個方向上驅(qū)動力的大小，從而獲得所需的柔順鉸鏈精密定位平臺的位移輸出，極大地簡化了操作過程，同時R軸的可調(diào)節(jié)性可保證電磁銜鐵與方形電磁鐵的平行度，增強(qiáng)了平臺位移數(shù)據(jù)的精度和可靠性。
[0014]本發(fā)明中所采用的Z軸直角轉(zhuǎn)接板為精密機(jī)械公司所批量化成產(chǎn)的成品，兩正交面精密加工，能夠保證垂直度要求。相比于專業(yè)加工公司，極大地減小了加工誤差，保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。同時在底座上加工有定位塊，能夠準(zhǔn)確快速地幫助Z軸直角轉(zhuǎn)接板定位安裝，在提高裝配精度的同時極大地縮減了安裝時間。
[0015]本發(fā)明所采用的平臺底座和平臺墊塊均采用陽極氧化處理，使鋁表面能生成幾個微米到幾百個微米的氧化膜，提高了平臺的耐蝕性和耐磨性，同時也大大改善了平臺的美觀性。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的位移可調(diào)節(jié)精密定位平臺的立體示意圖。
[0017]圖2是本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的位移可調(diào)節(jié)精密定位平臺的俯視示意圖。
[0018]圖3是本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的位移可調(diào)節(jié)精密定位平臺的剖示圖。
[0019]圖4是本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的手動可調(diào)架滑臺平臺的俯視圖。
[0020]圖中:1.底座；2.手動可調(diào)架滑臺平臺；3.對置止動螺絲;4.X軸方向微分頭；5.粗精調(diào)切換螺絲;6.R軸方向微分頭;7.Y軸方向微分頭;8.平臺墊塊;9.電磁驅(qū)動器；10.電磁銜鐵；11.柔順鉸鏈精密定位平臺；12.定位塊；13.Z軸直角轉(zhuǎn)接板；14.平臺工作面；15.Y軸方向鎖緊螺絲;16.X軸反向鎖緊螺絲。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。
[0022]如圖1至圖4所示，一種位移可調(diào)節(jié)精密定位平臺，包括:起支承和保護(hù)作用的底座1，其通過四周均勻分布的螺紋孔安裝在精密光學(xué)隔振平臺上，其上還加工有用于安裝其他零件的若干螺紋孔;通過交叉旋轉(zhuǎn)導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)X軸Y軸位移和R軸旋轉(zhuǎn)三個自由度方向上微調(diào)的手動可調(diào)架滑臺平臺2，所述手動可調(diào)架滑臺平臺2通過底部均勻分布的四個沉頭螺釘與底座1固接，其工作臺面上均勻分布若干個螺紋孔;平臺墊塊8，被安裝在可調(diào)架位移滑臺平臺2上的平臺工作