CN102091963A - 单层平面三自由度调整滑台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种单层平面三自由度调整滑台，包括固定座和滑台，所述固定座为中空的矩形框架；特征是：在所述固定座的第一侧边上设有一个导向孔，在相邻第一侧边的第二侧边上设有两个导向孔，在导向孔内分别设置有弹簧导柱；在所述固定座上相对于第一侧边的第三侧边上设有两个螺纹孔，在第三侧边的螺纹孔内分别设有第二调节旋钮和第三调节旋钮；在所述固定座上相对于第二侧边的第四侧边上设有一个螺纹孔，在第四侧边的螺纹孔内设有第一调节旋钮；所述滑台卡卡设在三个弹簧导柱、第一调节旋钮、第二调节旋钮和第三调节旋钮之间。本发明结构简单，调整精度高，且性能稳定可靠，可适用于需要平面三自由度调整的精密微调机构。

Description

单层平面三自由度调整滑台

技术领域

本发明涉及一种单层平面三自由度调整滑台，尤其是一种用于精密微调机构，如物料装载调整、激光的光路调整的调整滑台，属于机械自动化技术领域。

背景技术

在机械自动化技术领域，经常会用到调整平面位置的滑台，以便满足加工的需要。目前主要有两种类型的平面调整滑台：一种为双层的平面调整滑台，即X向移动为一层滑台，Y向移动为另一层滑台，此调整滑台的调整精度高，但是其结构复杂，产品成本高，且其外形尺寸大，不适用于对安装空间有限制的小巧精密的调整机构；另一种为单层的平面调整滑台，即X向和Y向移动共同使用同一滑台，此调整滑台结构简单，但因其没有导向装置，滑台在移动时可能会发生偏转，导致其调整精度不高，不适用于高精密调整机构。另外，上述两种的平面调整滑台只有两个自由度，即只可沿X向和Y向平移，不能够旋转调整，因此，目前的平面调整滑台在使用上都有一定的局限性，不可应用于需要平面三自由度调整，且安装空间有一定限制的精密微调机构。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种结构简单，调整精度高，操作方便的单层平面三自由度调整滑台。

按照本发明提供的技术方案，一种单层平面三自由度调整滑台，包括固定座和滑台，所述固定座为中空的矩形框架；特征是：在所述固定座的第一侧边上设有一个导向孔，在相邻第一侧边的第二侧边上设有两个导向孔，在导向孔内分别设置有弹簧导柱；在所述固定座上相对于第一侧边的第三侧边上设有两个螺纹孔，在第三侧边的螺纹孔内分别设有第二调节旋钮和第三调节旋钮；在所述固定座上相对于第二侧边的第四侧边上设有一个螺纹孔，在第四侧边的螺纹孔内设有第一调节旋钮；所述滑台卡卡设在三个弹簧导柱、第一调节旋钮、第二调节旋钮和第三调节旋钮之间。

所述弹簧导柱、第一调节旋钮、第二调节旋钮和第三调节旋钮与滑台接触的一端的端部呈半球形；所述滑台的侧边上设有V形槽。

所述弹簧导柱、第一调节旋钮、第二调节旋钮和第三调节旋钮的半球形端部卡入滑台侧边的V形槽内。

在所述弹簧导柱上套设有弹簧。

本发明结构简单，调整精度高，且性能稳定可靠，可适用于需要平面三自由度调整的精密微调机构。

附图说明

图1为本发明的立体图。

图2为本发明的正视图。

图3为图2的A-A视图。

图4为本发明的受力分析图。

图5为本发明的滑台逆时针旋转时的受力分析图。

图6为本发明的滑台顺时针旋转时的受力分析图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

如图1～图3所示：单层平面三自由度调整滑台包括滑台11、弹簧导柱12、弹簧13、固定座14、第一调节旋钮15、第二调节旋钮16、第三调节旋钮17等。

本发明包括固定座14和滑台11，所述固定座14为中空的矩形框架；在所述固定座14的第一侧边上设有一个导向孔，在相邻第一侧边的第二侧边上设有两个导向孔，在导向孔内分别设置有弹簧导柱12；

在固定座14上相对于第一侧边的第三侧边上设有两个螺纹孔，在第三侧边的螺纹孔内分别设有第二调节旋钮16和第三调节旋钮17；在固定座14上相对于第二侧边的第四侧边上设有一个螺纹孔，在第四侧边的螺纹孔内设有第一调节旋钮15；

所述滑台卡11卡设在三个弹簧导柱12、第一调节旋钮15、第二调节旋钮16和第三调节旋钮17之间；

所述弹簧导柱12与滑台11接触的一端的端部呈半球形，所述第一调节旋钮15、第二调节旋钮16和第三调节旋钮17与滑台11接触的一端的端部呈半球形，使弹簧导柱12、第一调节旋钮15、第二调节旋钮16和第三调节旋钮17与滑台11的接触为点接触，减少滑台11移动时的摩擦；

所述滑台11的侧边上设有V形槽，所述弹簧导柱12、第一调节旋钮15、第二调节旋钮16和第三调节旋钮17的半球形端部卡入滑台11侧边的V形槽内，可防止滑台11沿上下方向移动或掉出；

在所述弹簧导柱12上套设有弹簧13。

本发明的工作原理：本发明通过拧动不同的调节旋钮可使滑台11沿X向、Y向平动和逆时针旋转、顺时针旋转；分别旋转第一调节旋钮15、第二调节旋钮16、第三调节旋钮17，可使滑台11沿X向、Y向移动和逆时针、顺时针旋转。

如图4所示，设本发明的滑台11的边长为L，第一调节旋钮15与滑台11的接触点为A，第二调节旋钮16与滑台11的接触点为B，第三调节旋钮17与滑台的接触点为C，固定座14的第二侧边上的弹簧导柱12与滑台11的接触点分别为D和E，固定座14的第一侧边上的弹簧导柱12与滑台11的接触点为F；第一调节旋钮15位于固定座14第四侧边的L/2处，第二调节旋钮16和第三调节旋钮17分别位于固定座14第三侧边的L/4处和L/2处，固定座14第一侧边上的弹簧导柱12位于L/2处，固定座14第二侧边上的弹簧导柱12分别位于L/4处和L/2处；固定座14第一侧边的弹簧导柱12上的弹簧力为Ff，固定座14第二侧边的弹簧导柱12上的弹簧力分别为Fe和Fd，第一调节旋钮15对滑台11的作用力为Fa，第二调节旋钮16对滑台11的作用力为Fb，第三调节旋钮17对滑台11的作用力为Fc；

拧动第一调节旋钮15调整滑台11沿X向移动，同时拧动第二调节旋钮16和第三调节旋钮17，使其同时进退来调整滑台11沿Y向移动，本发明的滑台受力如下：

X向受力平衡： Fa = Fd + Fe，

Y向受力平衡： Ff = Fb + Fc，

转矩  M =Fb×L/4 – Fc×L/4 + Fd ×L/4 – Fe ×L/4

=（Fb – Fc + Fd – Fe）×L/4，

因为Fb = Fc = Fa/2，设弹簧力 Fd = Fe，

所以转矩M = 0，滑台不发生旋转。

如图5所示，拧紧第三调节旋钮17，拧松第一调节旋钮15，此时滑台11以第二调节旋钮16与滑台11的接触点B点为支点逆时针旋转，其受力如下：

转矩M = Fc×L/2+Fd×L/4+Fe×3L/4–Ff×L/4–Fa×L/2，

设三个弹簧的压力相等 Fd = Fe = Ff=f，

因第一调节旋钮15为后退运动，所以Fa = 0，

那么 M = Fc ×L/2 + f ×L/4+ f× 3L/4 – f× L/4 – 0 × L/2

= Fc × L/2 + f×3L/4，

M ＞ 0  滑台逆时针旋转。

如图6所示，拧进第一调节旋钮15，拧退第三调节旋钮17，此时滑台11以B点为支点顺时针旋转。其受力如下：

转矩 M = Fc× L/2  + Fd × L/4+ Fe × 3L/4 – Ff× L/4 – Fa × L/2，

设三个弹簧的压力相等 Fd = Fe = Ff=f ，

因第三调节旋钮17为后退运动，所以Fc = 0，

那么 M = 0 × L/2 + f× L/4+ f×3L/4 – f×L/4 – Fa×L/2

= f ×3L/4 – Fa ×L/2

= L/2 ( 3f/2 – Fa ),

设Fa ＞ 3F/2，那么 M ＜ 0  滑台11顺时针旋转。转动的角度决定于调节旋钮之间的距离和相对的调节量。

Claims (5)

1. 一种单层平面三自由度调整滑台，包括固定座（14）和滑台（11），所述固定座（14）为中空的矩形框架；其特征是：在所述固定座（14）的第一侧边上设有一个导向孔，在相邻第一侧边的第二侧边上设有两个导向孔，在导向孔内分别设置有弹簧导柱（12）；在所述固定座（14）上相对于第一侧边的第三侧边上设有两个螺纹孔，在第三侧边的螺纹孔内分别设有第二调节旋钮（16）和第三调节旋钮（17）；在所述固定座（14）上相对于第二侧边的第四侧边上设有一个螺纹孔，在第四侧边的螺纹孔内设有第一调节旋钮（15）；所述滑台（11）卡设在三个弹簧导柱（12）、第一调节旋钮（15）、第二调节旋钮（16）和第三调节旋钮（17）之间。

2.如权利要求1所述的单层平面三自由度调整滑台，其特征是：所述弹簧导柱（12）、第一调节旋钮（15）、第二调节旋钮（16）和第三调节旋钮（17）与滑台（11）接触的一端的端部呈半球形。

3.如权利要求1所述的单层平面三自由度调整滑台，其特征是：所述

滑台（11）的侧边上设有V形槽。

4.如权利要求2所述的单层平面三自由度调整滑台，其特征是：所述弹簧导柱（12）、第一调节旋钮（15）、第二调节旋钮（16）和第三调节旋钮（17）的半球形端部卡入滑台（11）侧边的V形槽内。

5.如权利要求1所述的单层平面三自由度调整滑台，其特征是：在所述弹簧导柱（2）上套设有弹簧（13）。

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