CN103985418A - 一种多体式高精度微动工作台的定位机构与定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种多体式高精度微动工作台的定位机构，包括连接盘、两定位孔和定位销、多个第一连接孔和第二连接孔、微动台面、多个第一螺钉、第二螺钉和第三螺钉、多个柔性件和连接体，每个定位孔、每个第一连接孔和第二连接孔置于连接盘上；两定位孔分别位于连接盘的对称的位置上；每个第一连接孔与每个第二连接孔相互间隔且对称放置；两定位孔分别靠近一第一连接孔和一第二连接孔；每个柔性件的一端与连接盘上的第二连接孔通过第二螺钉连接，每个柔性件的另一端与微动台面通过第一螺钉连接；连接体与连接盘上的第一连接孔通过第三螺钉相连；定位销***连接盘的定位孔和连接体中，对连接盘定位。本发明还公开一种多体式高精度微动工作台的定位方法。

Description

一种多体式高精度微动工作台的定位机构与定位方法

技术领域

本发明涉及高精度微动工作台领域，具体涉及一种多体式高精度微动工作台的定位机构与定位方法。

背景技术

高精度微动工作台一般由微动机构、驱动器等组成。其中，微动机构包含柔性铰链、工作台面，二者为一体化结构；驱动器与工作台面赫兹接触；当驱动器伸缩时，引发柔性铰链弹性变形，使得工作台面运动。随着技术的发展，多体式高精度微动工作台被越来越多的使用，其原理是将传统的微动机构分解为工作台面、柔性铰链、连接件等子机构；通过连接件将子机构组合而成。该方式的优点是结构件加工简单；并可通过更换柔性铰链或工作台面等，满足多工况使用。但高精度微动工作台是一种精密机构，每次更换子机构都需要重新装调。

经过对现有技术的文献检索发现，中国专利号：201210532644.6，发明名称：一种Z-θx-θy三自由度纳米级精度分体式工作台。该专利公开了一种可实现Z向平移；θx、θy方向旋转的两体式工作台。此机构采用压电陶瓷作为驱动器；将传统的微动机构分解为工作台面、柔性铰链、连接螺钉等子机构；采用连接螺钉将各子机构组合。该发明可通过更换柔性铰链或工作台面，改变高精度微动工作台性能，满足多工况使用。但该高精度微动工作台在更换子机构后，需对预紧力、铰链位置、工作台面中心与驱动器同轴量等等进行再次装调。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对现有技术装调效率低的不足，本发明的目的是提供一种多体式高精度微动工作台的定位机构和定位方法，可实现多款微动机构在同一款微动工作台主体上进行快速定位，减少重复装配环节，利于多款微动机构在同一款微动工作台主体上进行交替使用。

(二)技术方案

本发明第一方面，提供一种多体式高精度微动工作台的定位机构，该定位机构包括：连接盘、两个定位孔、多个第一连接孔、多个第二连接孔、一个微动台面、多个第一螺钉、多个柔性件、多个第二螺钉、两个定位销、多个第三螺钉和一个微动工作台的连接体，其中：每个定位孔、每个第一连接孔和每个第二连接孔设置于连接盘上；两个定位孔分别位于连接盘的对称或近似对称的位置上；每个第一连接孔与每个第二连接孔相互间隔且对称放置；两个定位孔分别靠近一个第一连接孔和一个第二连接孔；每个柔性件的一端与连接盘上的第二连接孔通过第二螺钉连接，每个柔性件的另外一端与微动台面通过第一螺钉连接；微动工作台的连接体与连接盘上的第一连接孔通过第三螺钉相连；定位销***连接盘的定位孔和微动工作台的连接体，用于实现对连接盘定位。

本发明第二方面，提供一种多体式高精度微动工作台的定位方法，该方法步骤如下：

步骤S1：微动台面通过第一螺钉与柔性件相连，柔性件再通过第二螺钉与连接盘相连形成微动机构；

步骤S2：按照步骤S1安装好的微动机构通过第三螺钉、第一连接孔将连接盘连接在微动工作台的连接体上，通过修研微动台面，调整第二螺钉的松紧，对微动台面的空间位置进行装配调整；

步骤S3：对微动台面的空间位置调整到所需位置后，在连接盘和微动工作台的连接体上钻制定位孔，在连接盘的定位孔和微动工作台的连接体中***定位销，将连接盘和微动工作台定位；

步骤S4：当需要更换另一微动机构时，拔出定位销，松开连接盘与微动工作台的连接体的第三螺钉，取下按照步骤S1安装好的微动机构；换上另一微动机构，采用步骤S2、步骤S3所述的连接和装调，即可实现微动机构的替换。

(三)有益效果

本发明与现有技术相比的优点在于：本发明将微动机构紧固在连接盘上；再将连接盘与微动工作台主体相连并进行装调；装调完善后，配制定位孔，采用定位销将连接盘与微动工作台主体进行定位，从而实现微动机构与微动工作台主体的快速定位，免除再次装调工作；重复采用此方法，还可实现多款微动机构与同一微动工作台主体的连接与定位，提高设备利用率和装配效率。

(1)本发明中，定位结构简单可靠，易于加工、使用；

(2)本发明中，定位方法简便，可实现微动机构的快速定位；

(3)本发明中，任一款微动机构只需初次装调，重复使用时不再需要装调工作，工作效率高；

(4)本发明中，多款微动机构可在同一个微动工作台主体上使用，提高了微动工作台主体使用率。

附图说明

图1是本发明的连接盘；

图2是本发明的连接盘与微动机构的连接图；

图3a是本发明的连接盘的安装与定位示意图；

图3b是本发明图3a的旋转剖视图。

部件标号说明：

连接盘1；       定位孔2；     第一连接孔3；

第二连接孔4；   微动台面5；    第一螺钉6；

柔性件7；       第二螺钉8；    定位销9；

第三螺钉10；    微动工作台的连接体11。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本发明实例包含一个连接盘1、两个定位孔2、多个第一连接孔3、多个第二连接孔4、一个微动台面5、多个第一螺钉6、多个柔性件7、多个第二螺钉8、两个定位销9、多个第三螺钉10和一个微动工作台的连接体11。所述多个第一连接孔3、多个第二连接孔4、多个第一螺钉6、多个柔性件7、多个第二螺钉8、多个第三螺钉10选择为三个第一连接孔3、三个第二连接孔4、三个第一螺钉6、三个柔性件7、三个第二螺钉8、三个第三螺钉10，或选择更多个的第一连接孔3、第二连接孔4、第一螺钉6、柔性件7、第二螺钉8、第三螺钉10，其中：每个定位孔2、每个第一连接孔3和每个第二连接孔4设置于连接盘1上；两个定位孔2分别位于连接盘1的对称或近似对称的位置上；每个第一连接孔3与每个第二连接孔4相互间隔且对称放置；两个定位孔2分别靠近一个第一连接孔3和一个第二连接孔4；每个柔性件7的一端与连接盘1上的第二连接孔4通过第二螺钉8连接，每个柔性件7的另外一端与微动台面5通过第一螺钉6连接；微动工作台的连接体11与连接盘1上的第一连接孔3通过第三螺钉10相连；定位销9***连接盘1的定位孔2和微动工作台的连接体11，用于实现对连接盘1定位。在微动工作台装调完善后，锁紧第一螺钉6和第二螺钉8，在连接盘1上钻制定位孔2，定位孔穿透连接盘1并进入微动工作台的连接体11；钻制定位孔2完成后，***定位销9定位。连接盘1与微动台面5、柔性件7三者能够通过松开第一螺钉6和第二螺钉8拆分。连接盘1与微动工作台的连接体11二者还能通过松开第三螺钉10实现拆分。

请参见图2示出本发明的连接盘与微动机构的连接图，微动台面5通过第一螺钉6与柔性件7相连，柔性件7再通过第二螺钉8与连接盘1相连。

请参见图3a本发明的连接盘的安装与定位示意图和图3b本发明图3a的旋转剖视图，将按照图2安装好的机构通过第三螺钉10连接在微动工作台的连接体11上。通过修研微动台面5、调整第二螺钉8的松紧等进行装配调整。调整到位后，在连接盘1和微动工作台的连接体11上钻制定位孔2，再***定位销9将连接盘1和微动工作台的连接体11定位。

请参见图3a和图3b，当需要采用另一款微动机构(即按照图2安装好的机构)时，拔出定位销9，松开连接盘1与微动工作台的连接体11的第三螺钉10，取下按照图2安装好的机构；换上另一款微动机构，采用上述相同的连接和装调方法，即可实现替换。

重复上述方法，可在同一个微动工作台的连接体11上，连接不同款的微动机构，每一款微动机构在初次安装时需要装调，重复使用时仅需要采用第三螺钉10连接，再***定位销9定位。该项解决了传统微动工作台的连接体11只与一款微动机构相连的问题，提高了微动工作台的连接体11的使用率；并可在微动工作台的连接体11上连接不同性能的微动机构。

本发明的一种多体式高精度微动工作台的定位方法，具体实现步骤如下：

步骤S1：微动台面5通过第一螺钉6与柔性件7相连，柔性件7再通过第二螺钉8与连接盘1相连形成微动机构；

步骤S2：按照步骤S1安装好的微动机构通过第三螺钉10、第一连接孔3将连接盘1连接在微动工作台的连接体11上，通过修研微动台面5，调整第二螺钉8的松紧，对微动台面5的空间位置进行装配调整；

步骤S3：对微动台面5的空间位置调整到所需位置后，在连接盘1和微动工作台的连接体上11钻制定位孔2，在连接盘1的定位孔2和微动工作台的连接体11中***定位销9，将连接盘1和微动工作台定位；

步骤S4：当需要更换另一微动机构时，拔出定位销9，松开连接盘1与微动工作台的连接体11的第三螺钉10，取下按照步骤S1安装好的微动机构；换上另一微动机构，采用步骤S2、步骤S3所述的连接和装调，即可实现微动机构的替换。

本实施例所选用连接盘外径为φ135mm，内径为φ135mm，在连接盘圆周上均布3只M4内六角螺钉沉头螺孔作为第一连接孔。与第一连接孔呈60。夹角位置，设置3只圆周均匀分布的M4螺纹孔作为第二连接孔。用弹簧钢制成3只柔性件，通过M4内六角螺钉与微动台面和连接盘相连接。在装调好后，运用手持电钻钻制φ5的定位孔，***φ5的圆柱销作为定位销，并用木锤轻轻敲击到位。在更换微动机构时，采用尖嘴钳拔出定位销，进行更换。

以上所述，仅为本发明中的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的包含范围之内。

Claims (5)

1.一种多体式高精度微动工作台的定位机构，其特征在于包括：连接盘、两个定位孔、多个第一连接孔、多个第二连接孔、一个微动台面、多个第一螺钉、多个柔性件、多个第二螺钉、两个定位销、多个第三螺钉和一个微动工作台的连接体，其中：每个定位孔、每个第一连接孔和每个第二连接孔设置于连接盘上；两个定位孔分别位于连接盘的对称或近似对称的位置上；每个第一连接孔与每个第二连接孔相互间隔且对称放置；两个定位孔分别靠近一个第一连接孔和一个第二连接孔；每个柔性件的一端与连接盘上的第二连接孔通过第二螺钉连接，每个柔性件的另外一端与微动台面通过第一螺钉连接；微动工作台的连接体与连接盘上的第一连接孔通过第三螺钉相连；定位销***连接盘的定位孔和微动工作台的连接体中，用于实现对连接盘定位。

2.根据权利要求1所述的多体式高精度微动工作台的定位机构，其特征在于：在微动工作台装调完善后，锁紧第一螺钉和第二螺钉，在连接盘上钻制定位孔，定位孔穿透连接盘并进入微动工作台的连接体中；钻制定位孔完成后，***定位销定位。

3.根据权利要求1所述的多体式高精度微动工作台的定位机构，其特征在于：连接盘与微动台面、柔性件三者能够通过松开第一螺钉和第二螺钉拆分。

4.根据权利要求1所述的多体式高精度微动工作台的定位机构，其特征在于：连接盘与微动工作台的连接体二者还能通过松开第三螺钉实现拆分。

5.一种多体式高精度微动工作台的定位方法，其特征在于：定位步骤如下：

步骤S1：微动台面通过第一螺钉与柔性件相连，柔性件再通过第二螺钉与连接盘相连形成微动机构；

步骤S2：按照步骤S1安装好的微动机构通过第三螺钉、第一连接孔将连接盘连接在微动工作台的连接体上，通过修研微动台面，调整第二螺钉的松紧，对微动台面的空间位置进行装配调整；

步骤S3：对微动台面的空间位置调整到所需位置后，在连接盘和微动工作台的连接体上钻制定位孔，在连接盘的定位孔和微动工作台的连接体中***定位销，将连接盘和微动工作台定位；

步骤S4：当需要更换另一微动机构时，拔出定位销，松开连接盘与微动工作台的连接体的第三螺钉，取下按照步骤S1安装好的微动机构；换上另一微动机构，采用步骤S2、步骤S3所述的连接和装调，即可实现微动机构的替换。