[发明专利]一种具有双位移的二维精密微动工作台及使用方法

说明书

本发明提供了一种具有双位移的二维精密微动工作台及使用方法，它包括底座，所述底座的顶部通过底层片簧组支撑安装有中层工作台，所述中层工作台的顶部通过顶层片簧组支撑安装有上层工作台，所述中层工作台的侧壁上固定有第一楔形块，所述第一楔形块与用于驱动其沿Y向微动的Y向楔形机构相配合；所述上层工作台的侧壁上固定有第二楔形块，所述第二楔形块与用于驱动其沿X向微动的X向楔形机构相配合。

技术领域

本发明涉及一种精密设备，具体为一种具有双位移的二维精密微动工作台及使用方法。

背景技术

微纳定位技术是现代高新科技和现代工业中的一项关键技术，在精密制造、超精密测量和微操纵等诸多领域有着广泛的应用。 近年来， 对微纳定位技术提出了大行程、高精度、小体积和快速响应等更高的要求，其中对定位精度和分辨率的要求达到了纳米量级。

发明内容

考虑到目前市面上的微动工作台制造成本过高，使用较为繁琐等不足，本发明设计了一种具有双位移的二维精密微动工作台。该装置满不仅足了工作台高精度、小体积等要求，并且简单、实用，节约了制造成本，提高了厂家的工作效率。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种具有双位移的二维精密微动工作台，它包括底座，所述底座的顶部通过底层片簧组支撑安装有中层工作台，所述中层工作台的顶部通过顶层片簧组支撑安装有上层工作台，所述中层工作台的侧壁上固定有第一楔形块，所述第一楔形块与用于驱动其沿Y向微动的Y向楔形机构相配合；所述上层工作台的侧壁上固定有第二楔形块，所述第二楔形块与用于驱动其沿X向微动的X向楔形机构相配合。

所述底层片簧组包括第一片簧、第二片簧、第三片簧和第四片簧；所述第一片簧和第二片簧布置在底座和中层工作台的同一侧，所述第三片簧和第四片簧布置在与第一片簧和第二片簧相对的一侧。

所述顶层片簧组包括第五片簧、第六片簧、第七片簧和第八片簧；所述第五片簧和第六片簧固定在中层工作台和上层工作台的同一侧，所述第七片簧和第八片簧布置在与第五片簧和第六片簧相对的一侧。

所述底层片簧组和顶层片簧组的片簧沿着底座的四边呈相邻布置。

所述Y向楔形机构包括第一螺旋测微器，所述第一螺旋测微器的测量杆末端连接有用于和第一楔形块相配合的X向移动楔形块构成楔形面配合。

所述X向楔形机构包括第二螺旋测微器，所述第二螺旋测微器的测量杆末端连接有用于和第二楔形块相配合的Y向移动楔形块构成楔形面配合。

所述Y向楔形机构和X向楔形机构呈相邻布置。

所述底层片簧组和顶层片簧组的片簧都采用薄弹簧片，在其中间部位设置有加强板。

所述双位移的二维精密微动工作台的使用方法，它包括以下步骤：

Step1：先转动第一螺旋测微器，通过第一螺旋测微器驱动其末端的X向移动楔形块，通过X向移动楔形块与固定在中层工作台上的第一楔形块相配合，进而通过楔形面传动方式驱动第一楔形块沿Y方向移动，实现第一次位移；

Step2：第一楔形块与中层工作台固定相连，第一楔形块的Y方向移动将驱动中层工作台沿Y方向移动，实现第二次位移；

Step3：转动第二螺旋测微器，通过第二螺旋测微器驱动其末端的Y向移动楔形块，通过Y向移动楔形块与固定在上层工作台上的第二楔形块相配合，进而通过楔形面传动方式驱动第二楔形块沿X方向移动，实现第三次位移；

Step4：第二楔形块与上层工作台固定相连，第二楔形块的X方向移动将驱动上层工作台沿X方向移动，实现第四次位移。

所述Step1中X向移动楔形块沿X方向位移为△x，则第一楔形块沿Y方向移动的距离为△y=∆x tanα，即此时中层工作台沿Y方向移动的距离为△y；