光學檢測用四維調(diào)整臺制造技術

本實用新型專利技術提供一種光學檢測用四維調(diào)整臺，以滿足多維度精確調(diào)整工作的需求。該光學檢測用四維調(diào)整臺包括自下而上依次設置的底座、縱向位移臺、橫向位移臺、云臺座、云臺以及工作臺并具有俯仰、偏擺、水平橫向直線、水平縱向直線四個方向上的關節(jié)和相應的調(diào)節(jié)機構。本實用新型專利技術的光學檢測用四維調(diào)整臺結(jié)構簡明，能夠?qū)崿F(xiàn)四維調(diào)節(jié)，并具有很高的穩(wěn)定性和調(diào)節(jié)精度。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本技術涉及一種光學檢測用多維調(diào)整平臺。
技術介紹
在光學檢測與裝調(diào)過程中，經(jīng)常會用到各種位姿調(diào)整機構，如平移臺、升降臺、旋轉(zhuǎn)臺、角位移臺，目前國內(nèi)外市場上有許多致力于該類產(chǎn)品研發(fā)的企業(yè)，這些企業(yè)的產(chǎn)品種類多、但其多維調(diào)整平臺大多數(shù)臺面尺寸較小，難以滿足中尺度光學件檢測與裝調(diào)的需要。長期以來，中尺度光學件檢測與裝調(diào)中所用的多維調(diào)整臺均是由單自由度調(diào)節(jié)機構通過簡單拼接而成，這樣雖然勉強滿足了工作需要，卻帶來許多新問題，比如由于單自由度調(diào)節(jié)機構的接口形式不同，組合成多自由度調(diào)節(jié)機構時接口難以匹配；簡單拼接而成的多自由度調(diào)整平臺的穩(wěn)定性差，特別是在激光干涉法面型檢測中由于調(diào)節(jié)機構抗干擾性差致使干涉條紋抖動，數(shù)據(jù)采樣困難，數(shù)據(jù)可靠性降低；同時工作效率受到嚴重影響。
技術實現(xiàn)思路
本技術提供一種光學檢測用四維調(diào)整臺，以滿足多維度精確調(diào)整工作的需求。為實現(xiàn)以上技術目的，本技術提供以下技術方案。光學檢測用四維調(diào)整臺，包括自下而上依次設置的底座、縱向位移臺、橫向位移臺、云臺座、云臺以及工作臺；所述工作臺通過俯仰關節(jié)與所述云臺連接，俯仰關節(jié)采用兩個同軸安裝的圓柱回轉(zhuǎn)鉸鏈結(jié)構實現(xiàn)；在工作臺與云臺的水平延伸段設置有俯仰角調(diào)節(jié)機構；所述云臺與橫向位移臺通過偏擺關節(jié)相連，所述偏擺關節(jié)由十字交叉圓柱滾子軸承、與軸承外圈相配的軸承安裝法蘭、與軸承內(nèi)圈相配的云臺座以及起軸向定位作用的上、下壓圈組成；所述云臺與軸承安裝法蘭通過止口配合定位并以螺釘固定連接，十字交叉圓柱滾子軸承通過上壓圈和下壓圈緊定位于其內(nèi)側(cè)的云臺座，云臺座與橫向位移臺通過另一止口定位并以螺釘固定連接；俯仰關節(jié)與偏擺關節(jié)構成的整體的重心位于工作臺的幾何中心；在云臺與橫向位移臺的水平延伸段設置有偏擺角調(diào)節(jié)機構；在橫向位移臺與縱向位移臺之間兩側(cè)設置有橫向直線位移關節(jié)，在橫向位移臺與縱向位移臺之間中部設置有橫向直線位移調(diào)節(jié)機構；在縱向位移臺與底座之間兩側(cè)設置有縱向直線位移關節(jié)，在縱向位移臺與底座之間中部設置有縱向直線位移調(diào)節(jié)機構；所述橫向直線位移關節(jié)和縱向直線位移關節(jié)均采用相匹配的滑塊與直線導軌的結(jié)構形式，其中，橫向直線位移關節(jié)的直線導軌與縱向直線位移關節(jié)的直線導軌相互垂直，在豎直方向形成矩形框的投影。基于上述基本技術方案，本技術還進行了如下優(yōu)化限定和改進。上述俯仰角調(diào)節(jié)機構包括細牙絲桿螺母副、俯仰螺母安裝架和俯仰絲桿頂板；細牙絲桿螺母副的螺母通過俯仰螺母安裝架與云臺緊固連接，俯仰絲桿頂板與工作臺緊固連接，細牙絲桿螺母副中的絲桿的下端安裝有俯仰角調(diào)節(jié)手輪，絲桿的上端為球面，該球面與俯仰絲桿頂板形成高副接觸。在工作臺與云臺之間在靠近俯仰角調(diào)節(jié)機構一端設置有拉簧，拉簧兩端分別固定連接工作臺和云臺。上述偏擺角調(diào)節(jié)機構包括細牙絲桿螺母副、偏擺螺母安裝架、上支架、下支架、偏擺絲桿頂板和復位彈性組件；細牙絲桿螺母副的螺母通過偏擺螺母安裝架及下支架與橫向位移臺緊固連接，偏擺絲桿頂板通過上支架與云臺緊固連接，細牙絲桿螺母副中的絲桿的一端安裝有偏擺角調(diào)節(jié)手輪，絲桿的另一端為球面，該球面與偏擺絲桿頂板的一側(cè)形成高副接觸，偏擺絲桿頂板的另一側(cè)與復位彈性組件的球面一端形成高副接觸；上述復位彈性組件包括滑套和位于滑套內(nèi)并自滑套底部依次連接的壓簧、滑竿，所述復位彈性組件的球面一端即滑竿朝外的一端，滑套通過滑套安裝架最終與橫向位移臺緊固連接。這樣，滑桿在滑套內(nèi)壓簧的作用下在滑套內(nèi)能夠往復滑動。上述橫向直線位移調(diào)節(jié)機構采用滾珠絲桿螺母副，該滾珠絲桿螺母副端部設置有橫向直線位移調(diào)節(jié)手輪；上述縱向直線位移調(diào)節(jié)機構采用滾珠絲桿螺母副，該滾珠絲桿螺母副端部設置有縱向直線位移調(diào)節(jié)手輪。在上述十字交叉圓柱滾子軸承中，多個圓柱滾子在成90°的V型溝槽滾動面上通過隔離塊被相互垂直地排列。所以交叉滾子軸承可承受徑向載荷、軸向載荷及力矩負載等多方向的負荷。上述俯仰關節(jié)偏置于工作臺長度的五分之四處。在工作臺上設置有用以安裝檢測支架的的多個通用接口。本技術的光學檢測用四維調(diào)整臺結(jié)構簡明，能夠?qū)崿F(xiàn)四維調(diào)節(jié)，俯仰角調(diào)節(jié)范圍±7°、偏擺角調(diào)節(jié)范圍±7°、橫向直線位移調(diào)節(jié)范圍±100mm、縱向直線位移調(diào)節(jié)范圍± IOOmm ;并具有很高的穩(wěn)定性和調(diào)節(jié)精度，能夠滿足光學檢測工程的實踐需要。附圖說明圖1為本技術的結(jié)構示意圖(正剖視圖)。圖2為本技術的外部結(jié)構示意圖(左視圖)。圖3為本技術的俯視圖。附圖標號說明1-底座；2-縱向位移臺；3_橫向位移臺；4_下壓圈；5-云臺；6_十字交叉圓柱滾子軸承上壓圈；8-云臺座；9_工作臺；10_軸承安裝法蘭；11_下支架；12_偏擺關節(jié)；121-偏擺角調(diào)節(jié)手輪；13_俯仰關節(jié)；131_俯仰角調(diào)節(jié)手輪；14_拉簧；15_俯仰絲桿頂板；16-俯仰螺母安裝架；17-橫向直線位移關節(jié)；171-橫向直線位移調(diào)節(jié)手輪；18-縱向直線位移關節(jié)；181_縱向直線位移調(diào)節(jié)手輪；19_滑套；20_壓簧；21_滑桿；22_偏擺絲桿頂板；23-偏擺螺母安裝架。具體實施方式如圖1至圖3所示，該光學檢測用四維調(diào)整臺空間布局上由上到下可分為四層，分別承擔不同的運動功能。工作臺與云臺通過俯仰關節(jié)相連以實現(xiàn)俯仰角調(diào)節(jié)，其中俯仰關節(jié)位于工作臺全長的五分之四處，偏置型布局使與工作臺固連的俯仰絲桿頂板在重物作用下始終與調(diào)節(jié)螺桿球頭緊貼；同時在工作臺與云臺之間設有拉簧。拉簧使得工作臺即使在極端負載情況下(承載物重心嚴重偏于俯仰關節(jié)一端)使用時也不會出現(xiàn)虛接觸或傾覆。云臺與橫向位移臺通過偏擺關節(jié)相連，本技術優(yōu)選十字交叉圓柱滾子軸承實現(xiàn)偏擺運動。俯仰關節(jié)與偏擺關節(jié)整體的重心位于軸承的回轉(zhuǎn)中心(工作臺的中心)上，這兩個關節(jié)的重量完全由橫向直線位移關節(jié)與縱向直線位移關節(jié)承載，為了使四維調(diào)整臺具有較高的穩(wěn)定性，在調(diào)節(jié)運動中最好使底座以上結(jié)構的整體重心始終位于底座上兩導軌與縱向位移臺兩導軌所決定的矩形面內(nèi)(豎直投影)，這可以通過合理的確定底座上兩導軌之間的距離與縱向位移臺兩導軌之間的距離實現(xiàn)。工作臺通過俯仰關節(jié)與云臺相連，云臺與軸承安裝法蘭通過止口配合定位，以螺釘連接；軸承安裝法蘭、十字交叉圓柱滾子軸承、上壓圈、下壓圈與云臺座構成偏擺關節(jié)以實現(xiàn)偏擺運動；云臺座與橫向位移臺通過止口定位，以螺釘連接，橫向位移臺、縱向位移臺分別與直線組件中的滑塊、直線導軌相連構成橫向直線位移關節(jié)，縱向位移臺、底座分別與直線組件中的滑塊、直線導軌相連構成縱向直線位移關節(jié)。俯仰關節(jié):通過兩個同軸安裝的圓柱回轉(zhuǎn)鉸鏈實現(xiàn)。鉸鏈結(jié)構簡單，剛性好，可通過控制鉸鏈軸孔配合精度及兩個圓柱回轉(zhuǎn)鉸鏈同軸度實現(xiàn)工作臺的高精度俯仰角調(diào)節(jié)。偏擺關節(jié):通過十字交叉圓柱滾子軸承實現(xiàn)。在十字交叉圓柱滾子軸承中，因多個圓柱滾子在成90°的V型溝槽滾動面上通過隔離塊被相互垂直的排列，所以交叉滾子軸承可承受徑向載荷、軸向載荷及力矩負載等多方向的負荷。其內(nèi)外圈的尺寸被小型化，極薄形式更是接近于極限的小型尺寸，并且具有高剛性。十字交叉圓柱滾子軸承應用于此使得四維調(diào)整臺的偏擺角關節(jié)具有很強的各向承載能力、很高的旋轉(zhuǎn)精度和穩(wěn)定性，且有效的減小了偏擺角關節(jié)的結(jié)構尺寸。橫向和縱向直線位移關節(jié):選用高精度的直線滑軌配以小導程精密滾珠絲桿螺母副實現(xiàn)其高分辨力的直線位移。以上各方向本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
光學檢測用四維調(diào)整臺，其特征在于：包括自下而上依次設置的底座、縱向位移臺、橫向位移臺、云臺座、云臺以及工作臺；所述工作臺通過俯仰關節(jié)與所述云臺連接，俯仰關節(jié)采用兩個同軸安裝的圓柱回轉(zhuǎn)鉸鏈結(jié)構實現(xiàn)；在工作臺與云臺的水平延伸段設置有俯仰角調(diào)節(jié)機構；所述云臺與橫向位移臺通過偏擺關節(jié)相連，所述偏擺關節(jié)由十字交叉圓柱滾子軸承、與軸承外圈相配的軸承安裝法蘭、與軸承內(nèi)圈相配的云臺座以及起軸向定位作用的上、下壓圈組成；所述云臺與軸承安裝法蘭通過止口配合定位并以螺釘固定連接，十字交叉圓柱滾子軸承通過上壓圈和下壓圈緊定位于其內(nèi)側(cè)的云臺座，云臺座與橫向位移臺通過另一止口定位并以螺釘固定連接；俯仰關節(jié)與偏擺關節(jié)構成的整體的重心位于工作臺的幾何中心；在云臺與橫向位移臺的水平延伸段設置有偏擺角調(diào)節(jié)機構；在橫向位移臺與縱向位移臺之間兩側(cè)設置有橫向直線位移關節(jié)，在橫向位移臺與縱向位移臺之間中部設置有橫向直線位移調(diào)節(jié)機構；在縱向位移臺與底座之間兩側(cè)設置有縱向直線位移關節(jié)，在縱向位移臺與底座之間中部設置有縱向直線位移調(diào)節(jié)機構；所述橫向直線位移關節(jié)和縱向直線位移關節(jié)均采用相匹配的滑塊與直線導軌的結(jié)構形式，其中，橫向直線位移關節(jié)的直線導軌與縱向直線位移關節(jié)的直線導軌相互垂直，在豎直方向形成矩形框的投影。...

【技術特征摘要】
1.光學檢測用四維調(diào)整臺，其特征在于:包括自下而上依次設置的底座、縱向位移臺、橫向位移臺、云臺座、云臺以及工作臺； 所述工作臺通過俯仰關節(jié)與所述云臺連接，俯仰關節(jié)采用兩個同軸安裝的圓柱回轉(zhuǎn)鉸鏈結(jié)構實現(xiàn)；在工作臺與云臺的水平延伸段設置有俯仰角調(diào)節(jié)機構； 所述云臺與橫向位移臺通過偏擺關節(jié)相連，所述偏擺關節(jié)由十字交叉圓柱滾子軸承、與軸承外圈相配的軸承安裝法蘭、與軸承內(nèi)圈相配的云臺座以及起軸向定位作用的上、下壓圈組成；所述云臺與軸承安裝法蘭通過止口配合定位并以螺釘固定連接，十字交叉圓柱滾子軸承通過上壓圈和下壓圈緊定位于其內(nèi)側(cè)的云臺座，云臺座與橫向位移臺通過另一止口定位并以螺釘固定連接；俯仰關節(jié)與偏擺關節(jié)構成的整體的重心位于工作臺的幾何中心；在云臺與橫向位移臺的水平延伸段設置有偏擺角調(diào)節(jié)機構； 在橫向位移臺與縱向位移臺之間兩側(cè)設置有橫向直線位移關節(jié)，在橫向位移臺與縱向位移臺之間中部設置有橫向直線位移調(diào)節(jié)機構； 在縱向位移臺與底座之間兩側(cè)設置有縱向直線位移關節(jié)，在縱向位移臺與底座之間中部設置有縱向直線位移調(diào)節(jié)機構； 所述橫向直線位移關節(jié)和縱向直線位移關節(jié)均采用相匹配的滑塊與直線導軌的結(jié)構形式，其中，橫向直線位移關節(jié)的直線導軌與縱向直線位移關節(jié)的直線導軌相互垂直，在豎直方向形成矩形框的投影。2.根據(jù)權利要求1所述的光學檢測用四維調(diào)整臺，其特征在于:所述俯仰角調(diào)節(jié)機構包括細牙絲桿螺母副、俯仰螺母安裝架和俯仰絲桿頂板；細牙絲桿螺母副的螺母通過俯仰螺母安裝架與云 臺緊固連接，俯仰絲桿頂板與工作臺緊固連接，細牙絲桿螺母副中的絲桿的下端安裝有俯仰角調(diào)節(jié)手輪，絲桿的上端為球面，該球面與俯仰絲桿頂板形成高副...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：王鵬，李華，楊賓宏，
申請(專利權)人：中國科學院西安光學精密機械研究所，
類型：實用新型
國別省市：