一種五自由度三維平動臺的製作方法

2023-10-17 05:13:29 1

專利名稱：一種五自由度三維平動臺的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種為工程測量進行物體位置調節的五自由度三維平動臺。
背景技術：
各種精密的儀器在機械加工、工程精密測量、光學光路調節等領域應用十分廣泛。而被測量的物體各式各樣，大多情況只能調節被測物的高低，這就要求工作環境穩定，支撐牢靠，不能經常隨意搬動儀器。
如圖1所示，現有的升降臺，如螺旋升降臺，其升降臺面1′是通過內螺紋杆2′來完成只能升降的簡單動作；又如充氣式升降臺，圖2所示，其升降臺面1″也是通過充氣泵2″充氣來完成只能升降的簡單動作。因此，現有的升降臺一般都不能滿足被調節的對象複雜的姿態調整，升降臺面自由度較少。另外，專用的夾具設計複雜，成本高昂，通用性差，不適合工程實際需要。
實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種通用性強，穩定性好的多自由度調節平臺的三維平動臺，以方便測試者攜帶和操作。
本實用新型所提供的一種五自由度三維平動臺，其特徵在於它包括由立式拖板、第二層拖板、第三層拖板、調節俯仰及轉動雙層板和底座依次連接構成的六層五維調節結構，以及螺旋測微器和滑板，所述滑板設在立式拖板上，螺旋測微器的頭部嵌設該滑板頂部的槽中，其中由所述立式拖板、第二層拖板、第三層拖板構成含平動一個自由度，所述調節俯仰及轉動雙層板含轉動和俯仰兩個自由度。
在上述的三維平動臺中，調節俯仰及轉動雙層板及底座之間均為一邊加有鋼珠，另一邊用彈簧拉緊，形成活動的連接。
在上述的三維平動臺中，還包括設置在所述調節俯仰及轉動雙層板上的調節轉動螺釘。
在上述的三維平動臺中，在所述底板和調節俯仰及轉動雙層板之間設有彈簧和鋼珠，且在所述調節俯仰及轉動雙層板上設有轉動旋鈕。
在上述的三維平動臺中，螺旋測微器的頭部形成球頭結構。
在上述的三維平動臺中，底座均布螺紋孔。
在上述的三維平動臺中，滑板通過鋼珠滾動摩擦軸承連接在立式拖板上。
由於採用了上述的技術解決方案，解決了工程中的複雜的定位、平移等實際問題，升降的精度高，方便測試者操作。本實用新型通用性強，便於攜帶，為工程應用提供了一種成本低廉、穩定性好的多自由度調節平臺，可廣泛應用於精密測量中。


圖1是現有螺旋升降臺的示意圖；圖2是現有充氣式升降臺的示意圖；圖3是本實用新型三維臺面工作示意圖；圖4是本實用新型三維臺面工作側面示意圖。
具體實施方式
如圖3～4所示，本實用新型它包括由立式拖板3、第二層拖板4、第三層拖板5、調節俯仰及轉動雙層板7和帶有螺紋群孔的底座12依次連接構成的六層五維調節結構，以及形成球頭結構的螺旋測微器1和滑板9，滑板9通過鋼珠滾動摩擦軸承連接在立式拖板3上，螺旋測微器1的頭部8嵌設該滑板9頂部的槽中，其中由所述立式拖板3、第二層拖板4、第三層拖板5構成含平動一個自由度，所述調節俯仰及轉動雙層板7含轉動和俯仰兩個自由度。
在示意圖3中可以看出旋轉螺旋測微頭1，下面的球頭8嵌在滑板9的槽中，可以帶動滑板在滾珠軸承2上上下穩定平移；同樣該套結構按x、y、z三軸布置剛性固定，即第二層和第三層的結構同第一層，合稱三維平動裝置，之間用螺釘固定立體連接見圖4。
如圖4所示；三維平動裝置、下面兩塊平板7及底座之間均為一邊加有鋼珠6，另一邊用彈簧10拉緊，形成活動的連接(見圖3，有部分彈簧被遮住未標出)，擰動螺釘13，上面的板會繞鋼珠產生轉動，即可以調節整個三維平動的xz面內的角度；而在底板12和上面的板之間有彈簧和鋼珠，轉動旋鈕11，帶動整個臺面調節在xy面內的角度，這樣就形成了五自由度(x、y、z的平動和xz面內轉動及xy面內轉動)三維調節平臺。
本實用新型具有下列特點1)獨特的螺旋測微器球頭結構，使得滑板9可以精確的上下雙向移動，克服一般螺旋測微器只能持續朝一個方向移動的缺陷；2)底座均布M6螺紋孔(間距50mm)，可以將整個調節臺固定在防震臺上工作，還可以將被測物或需要提升的物體固定於升降檯面上；3)獨特的六層結構(見圖4)使得調節的自由度達到五個(一至三層各含一個自由度-平動、第四和第五層含轉動和俯仰兩個自由度)，稱之為五維調節機構；4)可以通過更換夾持機構(固定在滑板9上)，方便的根據被測物形狀改變夾持方式。
5)特有的鋼珠滾動摩擦軸承2，摩擦力小，平行移動平穩順暢。
以上諸實施例僅供說明本實用新型之用，而非對本實用新型的限制，有關技術領域的技術人員，在不脫離本實用新型的精神和範圍的情況下，還可以作出各種變換或變型，因此所有等同的技術方案也應該屬於本實用新型的範疇之內，應由各權利要求限定。而納入權利要求的範圍之內。
權利要求1.一種五自由度三維平動臺，其特徵在於它包括由立式拖板(3)、第二層拖板(4)、第三層拖板(5)、調節俯仰及轉動雙層板(7)和底座(12)依次連接構成的六層五維調節結構，以及螺旋測微器(1)和滑板(9)，所述滑板(9)設在立式拖板(3)上，螺旋測微器(1)的頭部(8)嵌設該滑板(9)頂部的槽中，其中由所述立式拖板(3)、第二層拖板(4)、第三層拖板(5)構成含平動一個自由度，所述調節俯仰及轉動雙層板(7)含轉動和俯仰兩個自由度。
2.根據權利要求1所述的三維平動臺，其特徵在於所述調節俯仰及轉動雙層板(7)及底座(12)之間均為一邊加有鋼珠(6)，另一邊用彈簧(10)拉緊，形成活動的連接。
3.根據權利要求2所述的三維平動臺，其特徵在於還包括設置在所述調節俯仰及轉動雙層板(7)上的調節轉動螺釘(13)。
4.根據權利要求1所述的三維平動臺，其特徵在於在所述底板(12)和調節俯仰及轉動雙層板(7)之間設有彈簧和鋼珠(6)，且在所述調節俯仰及轉動雙層板(7)上設有轉動旋鈕(11)。
5.根據權利要求1所述的三維平動臺，其特徵在於所述螺旋測微器(1)的頭部形成球頭結構。
6.根據權利要求1所述的三維平動臺，其特徵在於所述底座(12)均布螺紋孔。
7.根據權利要求1所述的三維平動臺，其特徵在於所述滑板(9)通過鋼珠滾動摩擦軸承連接在立式拖板(3)上。
專利摘要一種五自由度三維平動臺，其特徵在於它包括由立式拖板(3)、第二層拖板(4)、第三層拖板(5)、調節俯仰及轉動雙層板(7)和底座(12)依次連接構成的六層五維調節結構，以及螺旋測微器(1)和滑板(9)，所述滑板(9)設在立式拖板(3)上，螺旋測微器(1)的頭部(8)嵌設該滑板9頂部的槽中，其中由所述立式拖板(3)、第二層拖板(4)、第三層拖板(5)構成含平動一個自由度，所述調節俯仰及轉動雙層板(7)含轉動和俯仰兩個自由度。本實用新型解決了工程中的複雜的定位、平移等實際問題，升降的精度高，方便測試者操作。本實用新型通用性強，便於攜帶，為工程應用提供了一種成本低廉、穩定性好的多自由度調節平臺，可廣泛應用於精密測量中。
文檔編號G01D11/00GK2881551SQ20062003971
公開日2007年3月21日 申請日期2006年2月24日 優先權日2006年2月24日
發明者陸鵬, 張熹, 吳君毅, 夏遠富, 艾鋼, 曾憲友, 鄭長江 申請人:中國船舶重工集團公司第七一一研究所