雷射輔助MicroLED巨量轉移系統的三維運動臺的製作方法
2024-04-15 13:29:05
雷射輔助microled巨量轉移系統的三維運動臺
技術領域
1.本發明屬於運動臺領域。
背景技術：
2.雷射輔助microled巨量轉移系統中，如現有專利介紹的cn202110819686.7一種雷射輔助原位巨量轉移方法及系統中，需要利用「運動臺」實現xyz三個方向的微調，使目標基板上的micro-led晶片的位置與臨時轉移結構上的待轉移micro-led晶片位置對準；
3.上述專利的技術方案中並未對「運動臺」的驅動結構進行詳細介紹，傳統的做法中，如果現有「運動臺」實現xyz三個方向的微調，至少需要x方向的位置調節裝置、y方向位置調節裝置和z方向位置調節裝置三套獨立的運動系統進行組裝協調才能實現，從而造成佔用空間偏大的問題，尤其存在橫向xy空間佔用過大的問題。
技術實現要素：
4.發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種雷射輔助microled巨量轉移系統的三維運動臺，將板狀運動臺的xyz三方向的位置微調結構高度集成化，實現空間節約的目的。
5.技術方案：為實現上述目的，本發明的雷射輔助microled巨量轉移系統的三維運動臺，包括水平的板狀運動臺和xyz三方向驅動單元，xyz三方向驅動單元包括同步帶，同步帶內包括三個同步帶輪，三同步帶輪將同步帶張緊成等腰頂點朝下的等腰三角形；同步帶上端的一段為水平段帶體，板狀運動臺水平於水平段帶體上側，且水平段帶體的上側中部至少存在一個節點與板狀運動臺底面固定。
6.進一步的，三同步帶輪分別為第一同步帶輪、第二同步帶輪和第三同步帶輪；第三同步帶輪在第一同步帶輪與第二同步帶輪之間的下方；板狀運動臺橫跨在在第一同步帶輪與第二同步帶輪上，第一同步帶輪與第二同步帶輪向上剛性支撐水平的板狀運動臺。
7.進一步的，第一同步帶輪、第二同步帶輪和第三同步帶輪中的任意一個的主動轉動，使同步帶的水平段帶體帶動水平段帶體做x方向運動；
8.第三同步帶輪在x和z方向均鎖定，且同步帶在三個同步帶輪的約束下始終繃緊成等腰三角形，第一同步帶輪和第二同步帶輪在x方向上做等速的相互遠離或相互靠近使水平段帶體和板狀運動臺在姿態保持不變的情況下做z方向運動；
9.第一同步帶輪、第二同步帶輪和第三同步帶輪軸心處均沿y方向活動穿過有一根導向軸；第一同步帶輪、第二同步帶輪和第三同步帶輪同步沿導向軸方向的滑移，使同步帶以及板狀運動臺做y方向運動。
10.進一步的，沿y方向分別同軸心活動穿過第一同步帶輪和第二同步帶輪的導向軸均為截面為圓形的圓軸，兩圓軸分別與第一同步帶輪和第二同步帶輪內同軸心的滑動穿過孔內壁同軸心滑動配合；
11.沿y方向同軸心活動穿過第三同步帶輪的導向軸均為截面為六邊形的六角軸，六
角軸與第三同步帶輪內同軸心的內六角滑孔內壁滑動配合；還包括固定設置的a驅動伺服電機，a驅動伺服電機驅動連接六角軸。
12.進一步的，還包括沿x方向絲杆傳動杆，絲杆傳動杆隨升降梁同步升降，b伺服電機驅動連接絲杆傳動杆；絲杆傳動杆包括第一外螺紋段和第二外螺紋段，第一外螺紋段和第二外螺紋段的螺紋旋向相反；第一外螺紋段和第二外螺紋段外分別傳動配合有兩絲杆螺母，兩絲杆螺母分別固定連接兩圓軸一端，絲杆傳動杆的旋轉使兩絲杆螺母做相互靠近或相互遠離的運動。
13.進一步的，還包括向上彈性頂壓升降梁的a彈簧件，在a彈簧件的向上彈性頂壓的作用下，第一同步帶輪和第二同步帶輪始終有向上運動的趨勢，使同步帶始終呈繃緊狀。
14.進一步的，還包括三個y方向電動伸縮器，三個y方向電動伸縮器的同步推進和縮回使三個同步帶輪做y方向的運動。
15.進一步的，雷射輔助microled巨量轉移系統的三維運動臺的工作方法：
16.板狀運動臺的xyz三方向微調方法：
17.x方向微調：驅動a驅動伺服電機；
18.z方向微調：驅動b驅動伺服電機；
19.y方向微調：同步驅動三個y方向電動伸縮器。
20.有益效果：本發明將板狀運動臺的xyz三方向的位置微調結構高度集成化，實現空間節約的目的(尤其是xy方向)，避免傳統的做法中需要x方向的位置調節裝置、y方向位置調節裝置和z方向位置調節裝置三套獨立的運動系統進行組裝協調才能實現，從而造成佔用空間偏大的問題，另外本裝置不僅僅用在雷射輔助microled巨量轉移系統領域，在其他需要三坐標調節的領域也可以使用。
附圖說明
21.附圖1為本裝置的整體結構示意圖；
22.附圖2為本裝置的正視圖；
23.附圖3為另一視角且隱去了絲杆傳動裝置後的示意圖；
24.附圖4為第一同步帶輪/第二同步帶輪示意圖；
25.附圖5為第三同步帶輪示意圖。
具體實施方式
26.下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。
27.如附圖1至5所示的雷射輔助microled巨量轉移系統的xyz運動臺，包括水平的板狀運動臺21和xyz三方向驅動單元100，xyz三方向驅動單元100包括同步帶19，同步帶19內包括三個同步帶輪1，三個同步帶輪1將同步帶19張緊成等腰頂點朝下的等腰三角形；同步帶19上端的一段為水平段帶體19.1，板狀運動臺21水平於水平段帶體19.1上側，且水平段帶體19.1的上側中部至少存在一個節點20與板狀運動臺21底面固定。
28.三同步帶輪1分別為第一同步帶輪1.1、第二同步帶輪1.2和第三同步帶輪1.3；第三同步帶輪1.3在第一同步帶輪1.1與第二同步帶輪1.2之間的下方；板狀運動臺21橫跨在在第一同步帶輪1.1與第二同步帶輪1.2上，第一同步帶輪1.1與第二同步帶輪1.2向上剛性
支撐水平的板狀運動臺21。
29.第一同步帶輪1.1、第二同步帶輪1.2和第三同步帶輪1.3中的任意一個的主動轉動，使同步帶19的水平段帶體19.1帶動水平段帶體19.1做x方向運動；
30.第三同步帶輪1.3在x和z方向均鎖定，且同步帶19在三個同步帶輪1的約束下始終繃緊成等腰三角形，第一同步帶輪1.1和第二同步帶輪1.2在x方向上做等速的相互遠離或相互靠近使水平段帶體19.1和板狀運動臺21在姿態保持不變的情況下做z方向運動。
31.第一同步帶輪1.1、第二同步帶輪1.2和第三同步帶輪1.3軸心處均沿y方向活動穿過有一根導向軸；第一同步帶輪1.1、第二同步帶輪1.2和第三同步帶輪1.3同步沿導向軸方向的滑移，使同步帶19以及板狀運動臺21做y方向運動。
32.如圖4；沿y方向分別同軸心活動穿過第一同步帶輪1.1和第二同步帶輪1.2的導向軸均為截面為圓形的圓軸8，兩圓軸8分別與第一同步帶輪1.1和第二同步帶輪1.2內同軸心的滑動穿過孔9內壁同軸心滑動配合。
33.如圖5；沿y方向同軸心活動穿過第三同步帶輪1.3的導向軸均為截面為六邊形的六角軸16，六角軸16與第三同步帶輪1.3內同軸心的內六角滑孔9內壁滑動配合；還包括固定設置的a驅動伺服電機17，a驅動伺服電機17固定在固定支架23上，a驅動伺服電機17驅動連接六角軸16，從而驅動第三同步帶輪1.3旋轉。
34.兩圓軸8上沿x方向上均貫通有x方向導向孔5，還包括沿x方向滑動穿過兩x方向導向孔5的x方向導杆18；還包括與x方向導杆18平行的絲杆傳動杆25，絲杆傳動杆25的下側平行設置有升降梁31，x方向導杆18兩端通過連接件固定在升降梁31上；升降梁31上固定安裝有軸承座29，絲杆傳動杆25的兩端部通過軸承轉動安裝在軸承座29上，升降梁31上還固定安裝有b伺服電機24，b伺服電機24驅動連接絲杆傳動杆25；絲杆傳動杆25包括第一外螺紋段26和第二外螺紋段27，第一外螺紋段26和第二外螺紋段27的螺紋旋向相反；第一外螺紋段26和第二外螺紋段27外分別傳動配合有兩絲杆螺母6，兩絲杆螺母6分別固定連接兩圓軸8一端，絲杆傳動杆25的旋轉使兩絲杆螺母6做相互靠近或相互遠離的運動。
35.升降梁31下方平行設置有固定梁34，固定梁34通過固定支架23固定；升降梁31的下側固定有一對z方向導杆3，z方向導杆3穿過固定梁34上的導向孔；還包括向上彈性頂壓升降梁31的a彈簧件32，在a彈簧件32的向上彈性頂壓的作用下，第一同步帶輪1.1和第二同步帶輪1.2始終有向上運動的趨勢，從而使同步帶19始終呈繃緊狀，在本實施例中，a彈簧件32的提供的彈力需足夠大，以維持靜止狀態的穩定性。
36.還包括三個y方向電動伸縮器4，三個y方向電動伸縮器4分別固定在兩絲杆螺母6和a伺服電機17上，三個y方向電動伸縮器4的伸縮杆末端均固定有萬向滾珠座3，三個萬向滾珠座3上的三個萬向滾珠2分別滾動配合第一同步帶輪1.1、第二同步帶輪1.2和第三同步帶輪1.3的端面；第一同步帶輪1.1、第二同步帶輪1.2和第三同步帶輪1.3遠離y方向電動伸縮器4的一側分別彈性頂壓設置有三個b彈簧件11，第一同步帶輪1.1、第二同步帶輪1.2和第三同步帶輪1.3分別在三個b彈簧件11的彈性頂壓下始終抵靠三個萬向滾珠座3的三個萬向滾珠2；三個y方向電動伸縮器4的同步推進和縮回使第一同步帶輪1.1、第二同步帶輪1.2和第三同步帶輪1.3做y方向的運動；
37.兩圓軸8和六角軸16遠離絲杆螺母6的一端通過軸承12分別轉動安裝有彈簧擋盤10，六角軸16遠離a驅動伺服電機17的一端也通過軸承12轉動安裝有彈簧擋盤10，三個b彈
簧件11遠離三同步帶輪1的一端分別支撐在三彈簧擋盤10上。
38.工作方法：板狀運動臺21的xyz三方向微調方法：
39.x方向微調：控制a驅動伺服電機17，使第三同步帶輪1.3主動正向/反向轉動，使同步帶19的水平段帶體19.1帶動水平段帶體19.1做x方向的位置微調；
40.z方向微調：在結構上第三同步帶輪1.3在x和z方向均處於鎖定狀態，且本實施例中，a彈簧件32提供的彈力足夠大，在a彈簧件32的向上彈性頂壓的作用下，第一同步帶輪1.1和第二同步帶輪1.2始終有向上運動的趨勢，從而使同步帶19始終呈繃緊狀，從而使同步帶19在三個同步帶輪1的約束下繃緊成等腰三角形；此時控制a驅動伺服電機17，使絲杆傳動杆25旋轉，由於第一外螺紋段26和第二外螺紋段27的螺紋旋向相反，絲杆傳動杆25的旋轉使兩絲杆螺母6做相互靠近或相互遠離的等速運動，第一同步帶輪1.1和第二同步帶輪1.2在x方向上做等速的相互遠離或相互靠近使水平段帶體19.1和板狀運動臺21在姿態保持不變的情況下做z方向運動；
41.y方向微調：由於第一同步帶輪1.1、第二同步帶輪1.2和第三同步帶輪1.3分別在三個b彈簧件11的彈性頂壓下始終抵靠三個萬向滾珠座3的三個萬向滾珠2；此時控制三個y方向電動伸縮器4同步伸出和縮回，使第一同步帶輪1.1、第二同步帶輪1.2和第三同步帶輪1.3做y方向的運動。
42.以上僅是本發明的優選實施方式，應當指出：對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。