[发明专利]一种位移可调节精密定位平台

说明书

技术领域

本发明属于柔顺精密定位领域，特别是涉及一种位移可调节精密定位平台。

背景技术

精密定位技术在生物医学工程、精密光学工程、微电子系统、国防科技等领域有着广泛的应用，成为了高科技发展必不可少的一个环节。精密定位技术利用高精度的驱动装置驱动支撑结构来实现定位要求。相比于其他定位技术，柔顺铰链精密定位平台通过电磁驱动获得平台的位移输出，结构简单，能够消除铰链间的摩擦和回程间隙，无需润滑，同时可以获得较大行程的位移输出，具有很大的优势。对于需要高性能精密定位平台做技术支持的半导体光刻，微型装配，生物细胞操作等领域，柔顺铰链精密定位平台有着广泛的前景。

对于精密定位平台而言，在实现大行程定位的同时，更重要的是要保证平台定位的快速性和准确性。据此，不仅要求驱动设备有较高的精度和良好性能，以及支撑结构的优良性能，还需要保证整个平台装配的合理性和精密性，方便操作。而传统的柔顺精密定位平台装配精度不高，不易操作，缺乏对柔顺支撑结构的保护，导致平台整体定位精度受到较大的影响。

发明内容

针对所述存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种新型位移可调节精密定位平台，能够使柔顺铰链精密定位平台定位精度高，结构简单和方便操作，实现准确快速的定位要求。

为解决所述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种位移可调节精密定位平台，包括：起支承和保护作用的底座，其通过四周均匀分布的螺纹孔安装在精密光学隔振平台上；通过交叉旋转导轨实现X轴Y轴位移和R轴旋转三个自由度方向上微调的手动可调架滑台平台，所述手动可调架滑台平台通过底部均匀分布的四个沉头螺钉与底座固接，其工作台面上均匀分布若干个螺纹孔；平台垫块，被安装在可调架位移滑台平台上的平台工作面上，支承柔顺铰链精密定位平台，且具有用于安装柔顺铰链精密定位平台的螺纹孔；柔顺铰链精密定位平台，在电磁驱动器的驱动左右下可实现X轴Y轴两自由度方向上的位移，其通过螺纹连接安装在所述平台垫块上；四块电磁衔铁，其通过螺纹连接对称安装在所述柔顺铰链精密定位平台的四个方位上；起支承和转接作用的Z轴直角转接板，其通过底部螺钉和底座上的定位块固定在所述平台底座上；作为整个平台的驱动设备的电磁驱动器，其通过螺纹连接安装在所述Z轴直角转接板上，正对所述电磁衔铁，提供稳定电磁力。

进一步地，所述手动可调架滑台平台由两个具有V型滚道的导轨、滚子保持架圆柱滚子等组成，相互交叉排列的圆柱滚子在经过精密磨削的V型滚道面上往复运动，可在X轴Y轴方向上实现行程达±6.5mm的平稳直线运动，精度可达0.01mm。从而准确快速地改变电磁衔铁与电磁铁之间的间隙进而改变电磁驱动力的大小，从而获得所需的柔顺铰链精密定位平台的位移输出，极大地提高了平台实验的准确性。

进一步地，所述手动可调架滑台平台在R轴方向上可实现360o粗调以及±5o精调，粗精调之间可通过粗精调切换螺丝进行切换。最大程度上改善电磁衔铁与电磁铁前表面的平行度，大大提高了整个定位平台的安装精度和实验的方便性。

进一步地，所述手动可调架滑台平台的X轴Y轴方向分别通过X轴方向微分头、Y轴方向微分头进行调节，且每个方向分别设置X轴反向锁紧螺丝和Y轴方向锁紧螺丝压紧对应的锁紧片来固定滑台平台；R轴方向上设置对置止动螺丝从R轴方向微分头的相反方向获得耐震动、可靠性高的固定力。

进一步地，所述手动可调架滑台平台除了安装螺钉外均采用铝合金材AL7075-T651，且都经过黑色阳极氧化处理，质量轻，避免了该手动可调架滑台平台影响电磁驱动设备对柔顺铰链精密定位平台的驱动作用。

进一步地，所述Z轴直角转接板采用一体式铝块加工而成，表面经过黑色阳极氧化处理，并对称设置有肋板结构。能够提供良好的坚固度。其两正交面精密加工，保证垂直度要求。同时其后两侧对称分布的肋板结构加强了安装机械性能。

进一步地，所述电磁驱动器为吸盘式方形电磁铁，工作电压为24VDC，功率达10W，很好的满足驱动要求。

进一步地，所述平台垫块采用的材质为铝合金材料AL7075-T651，是与柔顺铰链精密定位平台相同材质的铝合金材料，在不影响实验结果的同时很好地起到了垫块的作用，有效地解决了电磁衔铁与手动可调架滑台平台的微分头位置相互干涉的问题。

相比现有技术，本发明具有如下优点：