專利名稱：一種基于空氣靜壓軸承技術(shù)的大范圍調(diào)傾調(diào)心工作臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明具體涉及一種基于空氣靜壓軸承技術(shù)的大范圍調(diào)傾調(diào)心工作臺(tái)，屬于精密測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
調(diào)傾調(diào)心工作臺(tái)是精密測(cè)量領(lǐng)域的重要裝置，這類工作臺(tái)需滿足調(diào)整精度高、范圍大、承載重、承載剛度好等要求，廣泛應(yīng)用于精密回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上被測(cè)件傾斜、偏心等的精確調(diào)整。現(xiàn)有調(diào)傾調(diào)心工作臺(tái)一般采用滾動(dòng)元件或液體靜壓技術(shù)作為承載軸承。滾動(dòng)元件的軸承不僅制造困難、價(jià)格昂貴，而且加工精度難于保證，低速下容易產(chǎn)生爬行。因此，調(diào)整工作臺(tái)的調(diào)傾、調(diào)心精度受滾動(dòng)軸承元件精度的制約，難于提高到微米級(jí)，如果軸承間隙調(diào)整不當(dāng)，工作臺(tái)甚至?xí)霈F(xiàn)震動(dòng)和嚴(yán)重磨損等情況。液體靜壓工作臺(tái)中靜壓和主軸等均需使用質(zhì)量要求很高的潤(rùn)滑油作為剛性承載介質(zhì)，工作臺(tái)的靜壓處發(fā)熱較高，影響工作壽命， 并且工作臺(tái)的自身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要專用的供油系統(tǒng)，對(duì)潤(rùn)滑油的質(zhì)量要求很高，維護(hù)困難。以上所述方法都無(wú)法滿足光學(xué)量和幾何量精密測(cè)量中對(duì)高精度、高分辨力、無(wú)摩擦、易于驅(qū)動(dòng)、高承載剛度的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述調(diào)傾調(diào)心系統(tǒng)的不足，增大調(diào)心、調(diào)傾范圍，提高調(diào)心、調(diào)傾精度，滿足被測(cè)件幾何參數(shù)和光學(xué)參數(shù)的高精度測(cè)量等需求，提出了一種基于空氣靜壓軸承技術(shù)的大范圍高精度調(diào)傾調(diào)心裝置。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的一種基于空氣靜壓軸承技術(shù)的大范圍高精度調(diào)傾調(diào)心裝置，包括調(diào)傾平臺(tái)、調(diào)傾平臺(tái)座、調(diào)心平臺(tái)、X向微位移發(fā)生器、Y向微位移發(fā)生器、Z向微位移發(fā)生器、X向?qū)蜓b置、Y向?qū)蜓b置、若干個(gè)回復(fù)彈簧；其連接關(guān)系為將調(diào)傾平臺(tái)座放置在調(diào)心平臺(tái)上，未接通低壓空氣時(shí)二者緊密貼合。調(diào)傾平臺(tái)座上放置調(diào)傾平臺(tái)，調(diào)傾平臺(tái)的下表面與調(diào)傾平臺(tái)座的上表面為截面形狀互補(bǔ)的表面，未接通低壓空氣時(shí)二者緊密貼合。X向微位移發(fā)生器、Y向微位移發(fā)生器和三個(gè)Z 向微位移發(fā)生器，分別放置在工作臺(tái)周圍，用于工作臺(tái)傾斜和偏心的調(diào)整，其中X向微位移發(fā)生器沿X向作用于調(diào)心平臺(tái)；Y向微位移發(fā)生器沿Y向作用于調(diào)傾平臺(tái)座；當(dāng)調(diào)傾平臺(tái)繞 X軸、Y軸做滾轉(zhuǎn)或俯仰時(shí)，保證在坐標(biāo)系的X軸或Y軸上安裝一個(gè)Z向微位移發(fā)生器，再在 X軸或Y軸兩側(cè)對(duì)稱安裝兩個(gè)Z向微位移發(fā)生器，三個(gè)Z向微位移發(fā)生器共同作用于調(diào)傾平臺(tái)。X向?qū)蜓b置安放于調(diào)心平臺(tái)沿X向的兩側(cè)，用于限定調(diào)心平臺(tái)沿X方向的運(yùn)動(dòng)。Y向?qū)蜓b置安放于調(diào)傾平臺(tái)座沿Y向的兩側(cè)，用于限定調(diào)心平臺(tái)沿Y方向的運(yùn)動(dòng)。調(diào)心平臺(tái)邊緣突起，高度不高于調(diào)傾平臺(tái)座，用于限定調(diào)傾平臺(tái)座的調(diào)整范圍。置于X向微位移發(fā)生器的對(duì)徑位置的回復(fù)彈簧，是用于提供X方向偏心調(diào)整的回復(fù)力。置于Y向微位移發(fā)生器的對(duì)徑位置的回復(fù)彈簧，是用于提供Y方向偏心調(diào)整的回復(fù)力。置于三個(gè)Z向微位移發(fā)生器附近的回復(fù)彈簧，是用于提供調(diào)傾回復(fù)力，限定調(diào)整范圍， 防止傾覆側(cè)翻，保證調(diào)傾平臺(tái)與調(diào)傾平臺(tái)座之間相對(duì)位置的穩(wěn)定。其中，調(diào)傾平臺(tái)座包括調(diào)傾氣膜供氣孔和內(nèi)部氣路；在調(diào)傾平臺(tái)座的上表面周圍設(shè)置若干調(diào)傾氣膜供氣孔，調(diào)傾氣膜供氣孔通過(guò)內(nèi)部氣路與調(diào)傾平臺(tái)座供氣管相連通；調(diào)心平臺(tái)包括Y向調(diào)心氣膜供氣孔、X向調(diào)心氣膜供氣孔、內(nèi)部氣路，Y向調(diào)心氣膜供氣孔與X 向調(diào)心氣膜供氣孔分別安置在內(nèi)部氣路兩側(cè)，并通過(guò)內(nèi)部氣路與調(diào)心平臺(tái)供氣管相連通。調(diào)傾平臺(tái)與調(diào)傾平臺(tái)座構(gòu)成調(diào)傾單元；調(diào)傾平臺(tái)座與調(diào)心平臺(tái)構(gòu)成調(diào)心單元。其工作過(guò)程為調(diào)傾單元工作過(guò)程未接通低壓空氣時(shí)，調(diào)傾平臺(tái)由自身重力作用壓合在調(diào)傾平臺(tái)座上，調(diào)傾平臺(tái)的下表面與調(diào)傾平臺(tái)座的上表面緊密貼合。當(dāng)工作時(shí)，低壓空氣接通，由調(diào)傾平臺(tái)座供氣管經(jīng)內(nèi)部氣路與調(diào)傾氣膜供氣孔供給調(diào)傾單元，由于各調(diào)傾氣膜供氣孔的排氣孔極小，將低壓空氣轉(zhuǎn)化為高壓空氣排出，在調(diào)傾平臺(tái)的下表面與調(diào)傾平臺(tái)座的上表面間形成一層極薄的氣體潤(rùn)滑膜即調(diào)傾氣膜。這時(shí)，三個(gè)沿圓周方向布置的Z向微位移發(fā)生器及在各Z向微位移發(fā)生器附近的回復(fù)彈簧就可以聯(lián)合起來(lái)驅(qū)動(dòng)調(diào)傾平臺(tái)在調(diào)傾平臺(tái)座內(nèi)幾乎無(wú)摩擦的沿上下表面的輪廓曲線做繞X軸的滾轉(zhuǎn)及繞Y軸的俯仰運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而完成調(diào)傾功能。調(diào)心單元工作過(guò)程未接通低壓空氣時(shí)，調(diào)傾平臺(tái)座由自身重力作用與調(diào)心平臺(tái)結(jié)合為整體，調(diào)傾平臺(tái)座的下表面與調(diào)心平臺(tái)的上表面緊密貼合。當(dāng)工作時(shí)，低壓空氣接通至調(diào)心平臺(tái)供氣管，低壓空氣經(jīng)由內(nèi)部氣路分別送至垂直于內(nèi)部氣路兩側(cè)的Y向調(diào)心氣膜供氣孔與X向調(diào)心氣膜供氣孔；由于各調(diào)心氣膜供氣孔極小，可將低壓空氣轉(zhuǎn)化為高壓空氣排出，這樣就在調(diào)心平臺(tái)的上表面與調(diào)傾平臺(tái)座的下表面間、調(diào)心平臺(tái)的下表面與固定平臺(tái)面間分別形成一層極薄的氣體潤(rùn)滑膜即Y向調(diào)心氣膜和X向調(diào)心氣膜。這時(shí)，X向微位移發(fā)生器及對(duì)徑布置的回復(fù)彈簧就可以配合驅(qū)動(dòng)調(diào)心平臺(tái)沿X方向做偏心調(diào)整；Y向微位移發(fā)生器及對(duì)徑布置的回復(fù)彈簧就可以配合驅(qū)動(dòng)調(diào)傾平臺(tái)座沿Y方向幾乎無(wú)摩擦地做偏心調(diào)整，從而完成X、Y方向的調(diào)心功能。有益效果I、本發(fā)明的一種基于空氣靜壓軸承技術(shù)的大范圍調(diào)傾調(diào)心工作臺(tái)中，全部采用空氣靜壓軸承技術(shù)作為潤(rùn)滑和導(dǎo)向，調(diào)整過(guò)程中運(yùn)動(dòng)部件間幾乎無(wú)摩擦，消除了遲滯、爬行和回程等因素的影響，配合以高分辨力的微位移發(fā)生器，使得本發(fā)明裝置的調(diào)傾、調(diào)心分辨率大大提聞，具備極聞的調(diào)整精度。2、本發(fā)明的一種基于空氣靜壓軸承技術(shù)的大范圍調(diào)傾調(diào)心工作臺(tái)采用獨(dú)特的結(jié)構(gòu)形式，各位移機(jī)構(gòu)易于限位，再配合選用大行程的微位移發(fā)生器，可以顯著提高調(diào)傾、調(diào)心范圍。3、本發(fā)明的一種基于空氣靜壓軸承技術(shù)的大范圍調(diào)傾調(diào)心工作臺(tái)，采用了空氣靜壓軸承技術(shù)作為支撐，調(diào)傾平臺(tái)和調(diào)心平臺(tái)的自身重力基本被抵消，使得在調(diào)整過(guò)程中，各微位移發(fā)生器只需要提供很小的驅(qū)動(dòng)力即可完成調(diào)傾、調(diào)心動(dòng)作。4、尤其相較于油壓軸承又具有環(huán)境清潔，易于維護(hù)，靜壓氣模剛性好，承載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
5、本發(fā)明的一種基于空氣靜壓軸承技術(shù)的大范圍調(diào)傾調(diào)心工作臺(tái)，本發(fā)明專利創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)了多層式結(jié)構(gòu)，利用多層空氣靜壓氣膜作為支撐、導(dǎo)向和潤(rùn)滑，將調(diào)傾與調(diào)心功能整合為一個(gè)整體，優(yōu)化了調(diào)傾調(diào)心工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)，且調(diào)傾調(diào)心操作簡(jiǎn)便，功能性強(qiáng)，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的調(diào)心調(diào)傾。


圖I為本發(fā)明的一種基于空氣靜壓軸承技術(shù)的大范圍調(diào)傾調(diào)心工作臺(tái)結(jié)構(gòu)的主視圖；圖2為本發(fā)明的一種基于空氣靜壓軸承技術(shù)的大范圍調(diào)傾調(diào)心工作臺(tái)結(jié)構(gòu)的俯視圖；圖3為本發(fā)明的一種基于空氣靜壓軸承技術(shù)的大范圍調(diào)傾調(diào)心工作臺(tái)的調(diào)傾工作原理圖；圖4為本發(fā)明的一種基于空氣靜壓軸承技術(shù)的大范圍調(diào)傾調(diào)心工作臺(tái)的調(diào)心工作原理圖；圖5為本發(fā)明的一種基于空氣靜壓軸承技術(shù)的大范圍調(diào)傾調(diào)心工作臺(tái)的實(shí)施例I 主視圖；圖6為本發(fā)明的一種基于空氣靜壓軸承技術(shù)的大范圍調(diào)傾調(diào)心工作臺(tái)的實(shí)施例I 俯視圖；圖7為本發(fā)明的一種基于空氣靜壓軸承技術(shù)的大范圍調(diào)傾調(diào)心工作臺(tái)的實(shí)施例2 主視圖；圖8為本發(fā)明的一種基于空氣靜壓軸承技術(shù)的大范圍調(diào)傾調(diào)心工作臺(tái)的實(shí)施例2 俯視圖；圖中，I-待測(cè)工件，2-調(diào)傾平臺(tái)、3-Y向微位移發(fā)生器、4-調(diào)傾平臺(tái)座、5-調(diào)心平臺(tái)、6-X向微位移發(fā)生器、7-X向調(diào)心氣膜、8-Y向調(diào)心氣膜、9-Z向微位移發(fā)生器、10-調(diào)傾氣膜、11-調(diào)傾平臺(tái)座供氣管、12-調(diào)心平臺(tái)供氣管、13-調(diào)傾氣膜供氣孔、14-Y向調(diào)心氣膜供氣孔、15-X向調(diào)心氣膜供氣孔、16-X向?qū)蜓b置、17-Y向?qū)蜓b置、18-回復(fù)彈簧。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例I本發(fā)明的一種基于空氣靜壓軸承技術(shù)的大范圍高精度調(diào)傾調(diào)心裝置，包括調(diào)傾平臺(tái)2、調(diào)傾平臺(tái)座4、調(diào)心平臺(tái)5、X向微位移發(fā)生器6、Y向微位移發(fā)生器3、Z向微位移發(fā)生器9、X向?qū)蜓b置16、Y向?qū)蜓b置17、若干個(gè)回復(fù)彈簧18 ;如圖5、圖6所示。調(diào)傾平臺(tái)2與調(diào)傾平臺(tái)座4構(gòu)成調(diào)傾單元；調(diào)傾平臺(tái)座4與調(diào)心平臺(tái)5構(gòu)成調(diào)心單元。將本發(fā)明的一種基于空氣靜壓軸承技術(shù)的大范圍高精度調(diào)傾調(diào)心裝置放置于精密回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上。調(diào)傾功能單元中，調(diào)傾平臺(tái)座4的上表面被設(shè)置為具有適當(dāng)弧度的凹球面，在凹球面上圓周周圍設(shè)置若干調(diào)傾氣膜供氣孔13，調(diào)傾氣膜供氣孔13由內(nèi)部氣路與調(diào)傾平臺(tái)座供氣管11相連通。同時(shí)，調(diào)傾平臺(tái)2的下表面被精確加工成與調(diào)傾平臺(tái)座4的凹球面弧度相同的凸球面，使之互補(bǔ)，再安放于調(diào)傾平臺(tái)座4上，如圖5所示。三個(gè)Z向微位移發(fā)生器9共同作用于調(diào)傾平臺(tái)2，其中一個(gè)Z向微位移發(fā)生器放置在Y軸上的一點(diǎn)a，且該點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)0的距離為d，另外兩個(gè)微位移發(fā)生器分別以相等的距離d沿圓周方向?qū)ΨQ布置在 Y軸兩側(cè)的b點(diǎn)和c點(diǎn)，如圖6所示；用于調(diào)整調(diào)傾平臺(tái)繞X軸的滾轉(zhuǎn)和繞Y軸的俯仰。在各Z向微位移發(fā)生器9的附近，再配置三個(gè)回復(fù)彈簧作為預(yù)緊力產(chǎn)生裝置，用于提供調(diào)傾回復(fù)力，限定調(diào)整范圍，防止傾覆側(cè)翻?；貜?fù)彈簧還可保證調(diào)傾平臺(tái)2與調(diào)傾平臺(tái)座4之間相對(duì)位置的穩(wěn)定。未接通低壓空氣時(shí)，調(diào)傾平臺(tái)2由自身重力作用壓合在調(diào)傾平臺(tái)座4上，調(diào)傾平臺(tái) 2的凸球面與調(diào)傾平臺(tái)座4的凹球面緊密貼合。當(dāng)工作時(shí)，低壓空氣接通，由調(diào)傾平臺(tái)座供氣管11供給調(diào)傾單元，再經(jīng)由內(nèi)部氣路送至圓周上各調(diào)傾氣膜供氣孔13，由于各調(diào)傾氣膜供氣孔13的排氣孔極小，將低壓空氣轉(zhuǎn)化為高壓空氣排出，在調(diào)傾平臺(tái)2的凸球面與調(diào)傾平臺(tái)座4的凹球面間形成一層極薄的氣體潤(rùn)滑膜即調(diào)傾氣膜10。這時(shí)，三個(gè)沿圓周方向布置的Z向微位移發(fā)生器9及回復(fù)彈簧就可以聯(lián)合起來(lái)驅(qū)動(dòng)調(diào)傾平臺(tái)2在調(diào)傾平臺(tái)座4內(nèi)幾乎無(wú)摩擦的沿凹球面(或凸球面)的輪廓曲線做繞X軸的滾轉(zhuǎn)及繞Y軸的俯仰運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而完成調(diào)傾功能，如圖3所示。調(diào)心功能單元中,調(diào)心平臺(tái)5邊緣突起,高度不高于調(diào)傾平臺(tái)座4,用于限定調(diào)傾平臺(tái)座4的調(diào)整范圍。調(diào)心平臺(tái)5作為X向調(diào)心的執(zhí)行單元，調(diào)傾平臺(tái)座4作為Y向調(diào)心的執(zhí)行單元。調(diào)心平臺(tái)5的下表面在圓周上設(shè)置若干X向調(diào)心氣膜供氣孔15，調(diào)心平臺(tái)5 的上表面同樣在圓周設(shè)置若干Y向調(diào)心氣膜供氣孔14，各調(diào)心氣膜供氣孔由內(nèi)部氣路與調(diào)心平臺(tái)供氣管12相連通。調(diào)傾平臺(tái)座4再安放于調(diào)心平臺(tái)5上。X向微位移發(fā)生器6和Y 向微位移發(fā)生器3沿圓周方向布置成如圖6所示形式，其中，X向微位移發(fā)生器6配合與其對(duì)徑布置的回復(fù)彈簧作用于調(diào)心平臺(tái)5，用于調(diào)整沿X方向的偏心；Y向微位移發(fā)生器3配合與其對(duì)徑布置的回復(fù)彈簧作用于調(diào)傾平臺(tái)座4，用于調(diào)整沿Y方向的偏心。各回復(fù)彈簧用于限定調(diào)整范圍，提供調(diào)整回復(fù)力，并保證調(diào)心平臺(tái)5與調(diào)心平臺(tái)座4之間相對(duì)位置的穩(wěn)定。未接通低壓空氣時(shí)，調(diào)傾平臺(tái)座4由自身重力作用與調(diào)心平臺(tái)5結(jié)合為整體，調(diào)傾平臺(tái)座4的下表面與調(diào)心平臺(tái)5的上表面緊密貼合。當(dāng)工作時(shí)，低壓空氣接通至調(diào)心平臺(tái)供氣管12，低壓空氣經(jīng)由內(nèi)部氣路分別送至調(diào)心平臺(tái)5上表面圓周上的各Y向調(diào)心氣膜供氣孔14和調(diào)心平臺(tái)5下表面圓周上的各X向調(diào)心氣膜供氣孔15，由于各調(diào)心氣膜供氣孔極小，可將低壓空氣轉(zhuǎn)化為高壓空氣排出，這樣就在調(diào)心平臺(tái)5的上表面與調(diào)傾平臺(tái)座4的下表面間、調(diào)心平臺(tái)5的下表面與固定平臺(tái)面間分別形成一層極薄的氣體潤(rùn)滑膜即Y向調(diào)心氣膜8和X向調(diào)心氣膜7。這時(shí)，X向微位移發(fā)生器6及回復(fù)彈簧就可以配合驅(qū)動(dòng)調(diào)心平臺(tái) 5沿X方向幾乎無(wú)摩擦地做偏心調(diào)整；Y向微位移發(fā)生器3及回復(fù)彈簧就可以配合驅(qū)動(dòng)調(diào)傾平臺(tái)座4沿Y方向幾乎無(wú)摩擦地做偏心調(diào)整，從而完成X、Y方向的調(diào)心功能，如圖4所示。將以上所述兩功能單元組合起來(lái)，分別提供低壓空氣氣源輸入，即可同時(shí)完成繞X 軸的滾轉(zhuǎn)調(diào)傾、繞Y軸的俯仰調(diào)傾及沿X、Y方向的調(diào)心功能。實(shí)施例2本發(fā)明的一種基于空氣靜壓軸承技術(shù)的大范圍高精度調(diào)傾調(diào)心裝置，包括調(diào)傾平臺(tái)2、調(diào)傾平臺(tái)座4、調(diào)心平臺(tái)5、X向微位移發(fā)生器6、Y向微位移發(fā)生器3、Z向微位移發(fā)生器9、X向?qū)蜓b置16、Y向?qū)蜓b置17、若干個(gè)回復(fù)彈簧18 ;如圖7、圖8所示。調(diào)傾平臺(tái)2與調(diào)傾平臺(tái)座4構(gòu)成調(diào)傾單元；調(diào)傾平臺(tái)座4與調(diào)心平臺(tái)5構(gòu)成調(diào)心單元。將本發(fā)明的一種基于空氣靜壓軸承技術(shù)的大范圍高精度調(diào)傾調(diào)心裝置放置于精密回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上。調(diào)傾功能單元中，調(diào)傾平臺(tái)座4的上表面被設(shè)置為適當(dāng)曲率半徑的凹柱面，而調(diào)傾平臺(tái)2的下表面被精確加工成與調(diào)傾平臺(tái)座4的凹柱面曲率相同的凸柱面，再在調(diào)傾平臺(tái)座4的凹柱面上按一定距離設(shè)置兩列調(diào)傾氣膜供氣孔13，調(diào)傾氣膜供氣孔13由內(nèi)部氣路與調(diào)傾平臺(tái)座供氣管11相連通。同時(shí)，調(diào)傾平臺(tái)2的下表面被精確加工成與調(diào)傾平臺(tái)座4 的凹柱面弧度相同的凸柱面，使之互補(bǔ)，再安放于調(diào)傾平臺(tái)座4上，如圖7所示。三個(gè)Z向微位移發(fā)生器9共同作用于調(diào)傾平臺(tái)2，其中一個(gè)Z向微位移發(fā)生器放置在Y軸上的一點(diǎn) a'，且該點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)0的距離為d'，另外兩個(gè)微位移發(fā)生器分別以相等的距離d'沿圓周方向?qū)ΨQ布置在Y軸兩側(cè)的b'點(diǎn)和c'點(diǎn)，如圖8所示；用于調(diào)整調(diào)傾平臺(tái)繞X軸的滾轉(zhuǎn)和繞Y軸的俯仰。在各Z向微位移發(fā)生器9的附近，再配置三個(gè)回復(fù)彈簧作為預(yù)緊力產(chǎn)生裝置，用于提供調(diào)傾回復(fù)力，限定調(diào)整范圍，防止傾覆側(cè)翻?；貜?fù)彈簧還可保證調(diào)傾平臺(tái) 2與調(diào)傾平臺(tái)座4之間相對(duì)位置的穩(wěn)定。未接通低壓空氣時(shí)，調(diào)傾平臺(tái)2由自身重力作用壓合在調(diào)傾平臺(tái)座4上，調(diào)傾平臺(tái) 2的凸柱面與調(diào)傾平臺(tái)座4的凹柱面緊密貼合。當(dāng)工作時(shí)，低壓空氣由調(diào)傾平臺(tái)座供氣管11 接通后，由調(diào)傾平臺(tái)座供氣管11供給調(diào)傾單元，再經(jīng)由內(nèi)部氣路送至圓周上各調(diào)傾氣膜供氣孔13，由于各調(diào)傾氣膜供氣孔13的排氣孔極小，將低壓空氣轉(zhuǎn)化為高壓空氣排出，由于調(diào)傾平臺(tái)2的下表面為凸柱面，而調(diào)傾平臺(tái)座4的上表面為凹柱面，因而形成的調(diào)傾氣膜10 為一層極薄的半圓柱面氣膜。這時(shí)，三個(gè)沿圓周方向布置的Z向微位移發(fā)生器9及回復(fù)彈簧就可以聯(lián)合起來(lái)驅(qū)動(dòng)調(diào)傾平臺(tái)2在調(diào)傾平臺(tái)座4內(nèi)幾乎無(wú)摩擦的沿凹柱面(或凸柱面) 的輪廓曲線做繞X軸的滾轉(zhuǎn)及繞Y軸的俯仰運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而完成調(diào)傾功能，如圖3所示。調(diào)心功能單元中,調(diào)心平臺(tái)5邊緣突起,高度不高于調(diào)傾平臺(tái)座4,用于限定調(diào)傾平臺(tái)座4的調(diào)整范圍。調(diào)心平臺(tái)5作為X向調(diào)心的執(zhí)行單元，調(diào)傾平臺(tái)座4作為Y向調(diào)心的執(zhí)行單元。調(diào)心平臺(tái)5的下表面在圓周上設(shè)置若干X向調(diào)心氣膜供氣孔15，調(diào)心平臺(tái)5 的上表面同樣在圓周設(shè)置若干Y向調(diào)心氣膜供氣孔14，各調(diào)心氣膜供氣孔由內(nèi)部氣路與調(diào)心平臺(tái)供氣管12相連通。調(diào)傾平臺(tái)座4再安放于調(diào)心平臺(tái)5上。X向微位移發(fā)生器6和Y 向微位移發(fā)生器3沿圓周方向布置成如圖8所示形式，其中，X向微位移發(fā)生器6配合與其對(duì)徑布置的回復(fù)彈簧作用于調(diào)心平臺(tái)5，用于調(diào)整沿X方向的偏心；Y向微位移發(fā)生器3配合與其對(duì)徑布置的回復(fù)彈簧作用于調(diào)傾平臺(tái)座4，用于調(diào)整沿Y方向的偏心。各回復(fù)彈簧用于限定調(diào)整范圍，提供調(diào)整回復(fù)力，并保證調(diào)心平臺(tái)5與調(diào)心平臺(tái)座4之間相對(duì)位置的穩(wěn)定。未接通低壓空氣時(shí)，調(diào)傾平臺(tái)座4由自身重力作用與調(diào)心平臺(tái)5結(jié)合為整體，調(diào)傾平臺(tái)座4的下表面與調(diào)心平臺(tái)5的上表面緊密貼合。當(dāng)工作時(shí)，低壓空氣接通至調(diào)心平臺(tái)供氣管12，低壓空氣經(jīng)由內(nèi)部氣路分別送至調(diào)心平臺(tái)5上表面圓周上的各Y向調(diào)心氣膜供氣孔14和調(diào)心平臺(tái)5下表面圓周上的各X向調(diào)心氣膜供氣孔15，由于各調(diào)心氣膜供氣孔極小，可將低壓空氣轉(zhuǎn)化為高壓空氣排出，這樣就在調(diào)心平臺(tái)5的上表面與調(diào)傾平臺(tái)座4的下表面間、調(diào)心平臺(tái)5的下表面與固定平臺(tái)面間分別形成一層極薄的氣體潤(rùn)滑膜即Y向調(diào)心氣膜8和X向調(diào)心氣膜7。這時(shí)，X向微位移發(fā)生器6及回復(fù)彈簧就可以配合驅(qū)動(dòng)調(diào)心平臺(tái) 5沿X方向幾乎無(wú)摩擦地做偏心調(diào)整；Y向微位移發(fā)生器3及回復(fù)彈簧就可以配合驅(qū)動(dòng)調(diào)傾平臺(tái)座4沿Y方向幾乎無(wú)摩擦地做偏心調(diào)整，從而完成X、Y方向的調(diào)心功能，如圖5所示。將以上所述兩功能單元組合起來(lái)，分別提供低壓空氣氣源輸入，即可同時(shí)完成繞X 軸的轉(zhuǎn)角調(diào)傾和沿X、Y方向的調(diào)心功能。以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作了說(shuō)明，但這些說(shuō)明不能被理解為限制了本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍由隨附的權(quán)利要求書(shū)限定，任何在本發(fā)明權(quán)利要求基礎(chǔ)上的改動(dòng)都是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于空氣靜壓軸承技術(shù)的大范圍高精度調(diào)傾調(diào)心裝置，其特征在于包括調(diào)傾平臺(tái)⑵、調(diào)傾平臺(tái)座⑷、調(diào)心平臺(tái)(5)、X向微位移發(fā)生器(6)、Y向微位移發(fā)生器(3)、Z 向微位移發(fā)生器(9)、X向?qū)蜓b置(16)、Y向?qū)蜓b置(17)、若干個(gè)回復(fù)彈簧(18);其連接關(guān)系為將調(diào)傾平臺(tái)座(4)放置在調(diào)心平臺(tái)(5)上，未接通低壓空氣時(shí)二者緊密貼合；調(diào)傾平臺(tái)座(4)上放置調(diào)傾平臺(tái)(2)，調(diào)傾平臺(tái)(2)的下表面與調(diào)傾平臺(tái)座(4)的上表面為截面形狀互補(bǔ)的表面，未接通低壓空氣時(shí)二者緊密貼合；X向微位移發(fā)生器(6)、Y向微位移發(fā)生器(3)和三個(gè)Z向微位移發(fā)生器(9)，分別放置在工作臺(tái)周圍，用于工作臺(tái)傾斜和偏心的調(diào)整，其中X向微位移發(fā)生器(6)沿X向作用于調(diào)心平臺(tái)(5) ；Y向微位移發(fā)生器(3)沿Y 向作用于調(diào)傾平臺(tái)座(4);當(dāng)調(diào)傾平臺(tái)(2)繞X軸、Y軸做滾轉(zhuǎn)或俯仰時(shí)，保證在坐標(biāo)系的X 軸或Y軸上安裝ー個(gè)Z向微位移發(fā)生器(9)，再在X軸或Y軸兩側(cè)對(duì)稱安裝兩個(gè)Z向微位移發(fā)生器(9)，三個(gè)Z向微位移發(fā)生器(9)共同作用于調(diào)傾平臺(tái)⑵；X向?qū)蜓b置(16)安放于調(diào)心平臺(tái)(5)沿X向的兩側(cè)，用于限定調(diào)心平臺(tái)(5)沿X方向的運(yùn)動(dòng)；Y向?qū)蜓b置(17) 安放于調(diào)傾平臺(tái)座⑷沿Y向的兩側(cè)，用于限定調(diào)心平臺(tái)(5)沿Y方向的運(yùn)動(dòng)；置于X向微位移發(fā)生器(6)的對(duì)徑位置的回復(fù)彈簧，是用于提供X方向偏心調(diào)整的回復(fù)カ；置于Y向微位移發(fā)生器(3)的對(duì)徑位置的回復(fù)彈簧，是用于提供Y方向偏心調(diào)整的回復(fù)カ；置于三個(gè)Z 向微位移發(fā)生器(9)附近的回復(fù)彈簧，是用于提供調(diào)傾回復(fù)力，限定調(diào)整范圍，防止傾覆側(cè)翻，保證調(diào)傾平臺(tái)(2)與調(diào)傾平臺(tái)座(4)之間相對(duì)位置的穩(wěn)定。
2.如權(quán)利要求I所述的ー種基于空氣靜壓軸承技術(shù)的大范圍調(diào)傾調(diào)心工作臺(tái)，其特征在于所述調(diào)傾平臺(tái)座(4)包括調(diào)傾氣膜供氣孔(13)和內(nèi)部氣路；在調(diào)傾平臺(tái)座(4)的上表面周圍設(shè)置若干調(diào)傾氣膜供氣孔(13)，調(diào)傾氣膜供氣孔(13)通過(guò)內(nèi)部氣路與調(diào)傾平臺(tái)座供氣管(11)相連通。
3.如權(quán)利要求I所述的ー種基于空氣靜壓軸承技術(shù)的大范圍調(diào)傾調(diào)心工作臺(tái)，其特征在于所述調(diào)心平臺(tái)(5)包括Y向調(diào)心氣膜供氣孔(14)、X向調(diào)心氣膜供氣孔(15)、內(nèi)部氣路，Y向調(diào)心氣膜供氣孔(14)與X向調(diào)心氣膜供氣孔(15)分別安置在內(nèi)部氣路兩側(cè)，并通過(guò)內(nèi)部氣路與調(diào)心平臺(tái)供氣管(12)相連通。
4.如權(quán)利要求I所述的ー種基于空氣靜壓軸承技術(shù)的大范圍調(diào)傾調(diào)心工作臺(tái)，其特征在于調(diào)心平臺(tái)(5)邊緣突起，高度不高于調(diào)傾平臺(tái)座(4)。
5.如權(quán)利要求I所述的ー種基于空氣靜壓軸承技術(shù)的大范圍調(diào)傾調(diào)心工作臺(tái)，其特征在于調(diào)傾平臺(tái)座(4)上表面的形狀優(yōu)選為半球面或半圓柱面等。
6.如權(quán)利要求I所述的ー種基于空氣靜壓軸承技術(shù)的大范圍調(diào)傾調(diào)心工作臺(tái)，其特征在干當(dāng)工作時(shí)，低壓空氣接通，所述的調(diào)傾平臺(tái)(2)的下表面與調(diào)傾平臺(tái)座(4)的上表面之間形成調(diào)傾氣膜(10)。
7.如權(quán)利要求I所述的ー種基于空氣靜壓軸承技術(shù)的大范圍調(diào)傾調(diào)心工作臺(tái)，其特征在干當(dāng)工作時(shí)，低壓空氣接通，所述的調(diào)心平臺(tái)(5)與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)之間形成X向調(diào)心氣膜 ⑵。
8.如權(quán)利要求I所述的ー種基于空氣靜壓軸承技術(shù)的大范圍調(diào)傾調(diào)心工作臺(tái)，其特征在于當(dāng)工作時(shí)，低壓空氣接通，所述的調(diào)傾平臺(tái)(2)與調(diào)傾平臺(tái)座(4)之間形成Y向調(diào)心氣膜⑶。
全文摘要
本發(fā)明具體涉及一種基于空氣靜壓軸承技術(shù)的大范圍調(diào)傾調(diào)心工作臺(tái)，屬于精密測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的一種基于空氣靜壓軸承技術(shù)的大范圍高精度調(diào)傾調(diào)心裝置，包括調(diào)傾平臺(tái)、調(diào)傾平臺(tái)座、調(diào)心平臺(tái)、X向微位移發(fā)生器、Y向微位移發(fā)生器、Z向微位移發(fā)生器、X向?qū)蜓b置、Y向?qū)蜓b置、若干個(gè)回復(fù)彈簧；其連接關(guān)系為將調(diào)傾平臺(tái)座放置在調(diào)心平臺(tái)上，未接通低壓空氣時(shí)二者緊密貼合。調(diào)傾平臺(tái)座上放置調(diào)傾平臺(tái)，調(diào)傾平臺(tái)的下表面與調(diào)傾平臺(tái)座的上表面為截面形狀互補(bǔ)的表面，未接通低壓空氣時(shí)二者緊密貼合。本發(fā)明增大調(diào)心、調(diào)傾范圍，提高調(diào)心、調(diào)傾精度，滿足被測(cè)件幾何參數(shù)和光學(xué)參數(shù)的高精度測(cè)量等需求。
文檔編號(hào)G01D11/00GK102607628SQ20121006521
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月13日
發(fā)明者侯茂盛, 王帆, 趙維謙, 邱麗榮 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)