[发明专利]独立式五自由度超精密材料原位测试显微观测台

权利要求书

1.一种独立式五自由度超精密材料原位测试显微观测台，其特征在于：包括X轴移动组件（14）、Y轴移动组件（12）、Z轴移动组件（11）、X轴转动组件（7）、Z轴转动组件（6）、X-Y-Z三轴跟随组件、超景深镜头（9）；所述Y轴移动组件（12）安装于X轴移动组件（14）之上，Z轴移动组件（11）安装于Y轴移动组件（12）之上；跟随组件底板（1）安装于Z轴移动组件（11）之上，X-Y-Z三轴跟随组件的Y-Z轴跟随组件（2）通过内六角螺钉（3）安装于跟随组件底板（1）之上，X轴跟随组件（5）通过跟随组件连接板(4)与Y-Z轴跟随组件（2）连接；Z轴转动组件（6）安装于X轴跟随组件（5）之上，X轴转动组件（7）安装于Z轴转动组件（6）之上；超景深观测镜头（9）固定于超景深镜头固定块（10）的孔中，超景深镜头固定块（10）通过显微镜连接轴（8）与X轴转动组件（7）连接。

2.根据权利要求1所述的独立式五自由度超精密材料原位测试显微观测台，其特征在于：所述的X轴移动组件（14）提供精密的X轴方向位移，由伺服电机（30）提供动力，经过减速器（29）减速后，驱动滚珠丝杠（20）输出直线位移，X轴移动组件（14）通过两侧的双滑块的直线导轨（18）支撑导向，直线导轨（18）两侧分别装有限位开关（15），用于提示完成行程控制和限位保护；所述伺服电机（30）通过螺钉与减速器（29）连接，减速器（29）为行星齿轮减速器；减速器（29）通过螺钉固定于电机座（28）之上，电机座（28）固定在X轴底板（25）相应的螺纹孔中；减速器（29）输出轴通过联轴器（27）与滚珠丝杠（20）的端部连接，滚珠丝杠（20）两端分别通过EF丝杠座（26）与EK丝杠座（19）支撑，EF丝杠座（26）与EK丝杠座（19）分别固定在X轴底板（25）上；弹簧（23）套在滚珠丝杠（20）上，两端分别与丝杠螺母（22）和EF丝杠座（26）通过螺钉连接，丝杠螺母（22）安装于螺母座（21）孔中，通过螺钉紧固；直线导轨（18）上安装有两个滑块（24），以加大对上层工作台的支撑力；直线导轨（18）通过螺钉紧固于X轴底板（25）之上；限位开关（15）安装于限位开关座（16）上的螺纹孔内，使用前后两个螺母（17）将限位开关（15）固定在限位开关座（16）上，限位开关座（16）通过螺丝固定于X轴底板（25）上。

3.根据权利要求2所述的独立式五自由度超精密材料原位测试显微观测台，其特征在于：所述的伺服电机（30）带有20位编码器及保持制动器，使电机能够达到纳米级的角位移分辨率，并且相对的移动组件具有自锁能力；Z轴移动组件（11）与Y轴移动组件（12）之间的相对位移通过线位移式光栅尺（13）检测，以实现对Y轴位移的闭环控制；X、Z轴的位移检测原理如前所述。

4.根据权利要求1所述的独立式五自由度超精密材料原位测试显微观测台，其特征在于：所述的Y轴移动组件（12）、Z轴移动组件（11）中的连接方式与X轴方向移动组件（14）相同；所述Z轴移动组件（11）中的Y-Z轴连接板（31）与Y轴移动组件（12）通过螺钉紧固连接；Z轴底板（34）通过螺钉与Y-Z轴连接板（31）相互垂直连接，连接板（32）与三角板（33）分别连接在Z轴底板（34）与Y-Z轴连接板（31）两端，起到连接和支撑两板（34，31）的作用，并留出了Z方向传动链布置的空间。

5.根据权利要求1所述的独立式五自由度超精密材料原位测试显微观测台，其特征在于：所述的X-Y-Z三轴跟随组件由Y-Z轴跟随组件（2）与X轴方向跟随组件（5）组成，所述Y-Z轴方向跟随组件（2）与X轴方向跟随组件（5）通过跟随组件连接板（4）连接，使得 X向柔性铰链（42）与Y-Z向柔性铰链（35）相互垂直；结合电容式位移传感器可以实现闭环控制，Y-Z轴方向跟随组件（2）与X轴方向跟随组件（5）一起响应可实现X-Y-Z三轴联动跟随。