[发明专利]大口径光栅超短行程纳米级精度解耦拼接的机械装置

摘要

大口径光栅超短行程纳米级精度解耦拼接的机械装置，目的是为解决大口径光栅拼接无法实现纳米级精度多自由度解耦调整的问题。多自由度的调整由三个运动平台实现，柔性支柱与两个压电陶瓷驱动器一连接着第一、二平台，两个压电陶瓷驱动器一的伸缩各控制着第一平台的X、Y方向的转动；第二平台通过两个弹性片簧和两个压电陶瓷驱动器二与第三平台连接，第二平台内悬浮于第三平台内，两个压电陶瓷驱动器二可以调节X方向平动和Z方向转动；第三平台与大理石底座之间有一个压电陶瓷驱动器三负责Y方向平动。本发明能实现光栅在‑0.05～+0.05mm超短行程范围内的精密调整，并能实现光栅10纳米的平动拼接精度。本发明用于大口径光栅拼接的高精度多自由度解耦调整。

主权项

1.一种大口径光栅超短行程纳米级精度解耦拼接的机械装置，其特征在于：它包括大理石基座、光栅（17）、两个光栅座（14）及三个运动平台；所述的三个运动平台分别是第一运动平台、第二运动平台及第三运动平台；所述的第一运动平台包括第一平台（13）及两个压电陶瓷驱动器一（10）；所述的第二运动平台包括第二平台（8）、一个柔性支柱（12）、两个弹性片簧（6）及两个压电陶瓷驱动器二（9）；所述的第三运动平台包括第三平台（11）及压电陶瓷驱动器三（2）；所述的大理石基座包括大理石底座（7）、三块光栅座支撑板及两块铝合金板；所述的三块光栅座支撑板分别是光栅座支撑板一（5）、光栅座支撑板二（1）和光栅座支撑板三（19），所述的两块铝合金板分别是铝合金板一（18）和铝合金板二（15）；所述的光栅（17）由两个光栅单体（17‑1）左右并排相贴靠设置构成，位于左侧的光栅单体（17‑1）为动光栅，位于右侧的光栅单体（17‑1）为静光栅；所述的动光栅和静光栅均安装于所对应的光栅座（14）上，安装有静光栅的光栅座（14）的下端连接固定于光栅座支撑板三（19）上表面，安装有动光栅的光栅座（14）的下端连接固定于第一平台（13）上表面；所述的柔性支柱（12）及两个压电陶瓷驱动器一（10）均设置在第一平台（13）与第二平台（8）之间，所述的第二平台（8）位于第一平台（13）的下方，柔性支柱（12）上的两个柔性铰链以及两个压电陶瓷驱动器一（10）均同时与第一平台（13）与第二平台（8）连接，从而实现光栅（17）在X、Y两个方向转动自由度的拼接；所述的第三平台（11）为口字型结构，第二平台（8）悬浮于第三平台（11）的槽口内，所述的第二平台（8）通过两个弹性片簧（6）和两个压电陶瓷驱动器二（9）与第三平台（11）连接，所述的第三平台（11）连接固定在大理石底座（7）上表面，所述的光栅座支撑板一（5）放置在大理石底座（7）上表面，所述的光栅座支撑板二（1）贴靠放置在大理石底座（7）的右侧面上，光栅座支撑板一（5）和光栅座支撑板二（1）平行放置，且二者顶部对齐，底部不在同一水平面上，铝合金板一（18）与光栅座支撑板一（5）的前侧面及大理石底座（7）的前侧面连接，光栅座支撑板二（1）与大理石底座（7）右侧面连接，铝合金板二（15）与光栅座支撑板一（5）和光栅座支撑板二（1）连接，且铝合金板二（15）设置在铝合金板一（18）的正上方；所述的光栅座支撑板三（19）与光栅座支撑板一（5）和光栅座支撑板二（1）的上表面连接，所述的压电陶瓷驱动器三（2）的两端与第三平台（11）及光栅座支撑板二（1）连接。