一种纳米级微动机构和测量仪器制造技术

本发明专利技术提供了一种纳米级微动机构和测量仪器，属于传动结构领域，包括螺杆和柔性金属框架，柔性金属框架包括第一端块、第二端块和两个柔性片，柔性片的两端分别与第一端块和第二端块连接，两个柔性片间隔设置，且两个柔性片分别与螺杆螺接，转动螺杆令两个柔性片相互远离或者靠近。本发明专利技术提供的纳米级微动机构利用螺杆的转动，令两个柔性片相互靠近或者远离，两个柔性片在相互靠近或者远离时，发生形变，带动第一端块和第二端块移动，让第一端块和第二端块相互靠近或者远离，本发明专利技术提供的纳米级微动机构结构极其简单，在受到震动时，螺杆的转动也能稳定的带动第一端块和第二端块靠近或者远离，是一种高精度、高可靠性且高稳定性的微动机构。

A nanoscale Micromechanism and measuring instrument

The invention provides a nano scale Micromechanism and measuring instrument, which belongs to the field of transmission structure, including the screw and the flexible metal frame. The flexible metal frame includes the first end block, the second end block and two flexible pieces. The two ends of the flexible sheet are connected with the first end block and the second end block respectively, and the two flexible pieces are spaced apart and two. A flexible piece is screwed with the screw respectively, and the rotating screw causes the two flexible sheets to be away from or near each other. The nanoscale micromechanism provided by the invention makes use of the rotation of the screw to make two flexible pieces close to each other or away from each other. When the two flexible pieces are close to or away from each other, the first end block and the second end block are moved, and the first end block and the second end block are close or far away from each other, and the nano scale provided by the invention is provided. The structure of the micromechanism is very simple. In the case of vibration, the rotation of the screw can also drive the first end block and the second end block to be close or far away. It is a high precision, high reliability and high stability micromechanism.

【技术实现步骤摘要】
一种纳米级微动机构和测量仪器
本专利技术涉及传动结构领域，具体而言，涉及一种纳米级微动机构和测量仪器。
技术介绍
现有技术基本都是在测量方向上轴向安装微减速电机带动螺杆通过导轨带动活动测片产生水平位移，最小可调位移量不够小，机械导轨存在的“爬行”和机械运动间隙由于物理原理而难于消除，容易产生颤动、结构复杂，受制于微动结构质量较大，观测时频率响应无法提高且易受本底震动干扰。较多的零部件之间的装配应力又会对需要测量的应变量产生干扰。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种纳米级微动机构，以改善现有传动装置结构复杂、频率响应无法提高且易受到震动干扰的问题。本专利技术的目的在于提供一种测量仪器，以改善现有传动装置结构复杂、频率响应无法提高且易受到震动干扰的问题。本专利技术是这样实现的：基于上述的第一目的，本专利技术提供了一种纳米级微动机构，包括螺杆和柔性金属框架，所述柔性金属框架包括第一端块、第二端块和两个柔性片，所述柔性片的两端分别与所述第一端块和所述第二端块连接，两个所述柔性片间隔设置，且两个所述柔性片分别与所述螺杆螺接，转动所述螺杆令两个所述柔性片相互远离或者靠近。本专利技术提供的纳米级微动机构利用螺杆的转动，令两个柔性片相互靠近或者远离，两个柔性片在相互靠近或者远离时，发生形变，带动第一端块和第二端块移动，让第一端块和第二端块相互靠近或者远离，本专利技术提供的纳米级微动机构结构极其简单，大大减小了结构整体的质量，在受到震动时，螺杆的转动也能稳定的带动第一端块和第二端块靠近或者远离，是一种高精度、高可靠性且高稳定性的微动机构。在本实施例的一种实施方式中：所述螺杆包括第一杆和第二杆，所述第一杆和所述第二杆同轴设置，所述第一杆和所述第二杆上分别设置有螺纹，所述第一杆上的螺纹旋向与所述第二杆上的螺纹旋向相同，且所述第一杆上的螺纹的螺距与所述第二杆上的螺纹的螺距不同，所述第一杆和所述第二杆分别与两个所述柔性片螺接。转动螺杆，由于第一杆和第二杆的螺纹的螺距不同，因此在螺杆转动单位角度时，由于差动原理，两个柔性片相对于螺杆移动的距离会不同，比如在顺时针转动螺杆时，位于第一杆上的柔性片和位于第二杆上的柔性片会同时朝向齿轮盘的方向移动，但由于第一杆螺距大于第二杆螺距，第一杆柔性片运动速度微微大于第二杆柔性片的运动速度，这时两个柔性片就会相互远离；同样的，如果逆时针转动螺杆时，位于第一杆上的柔性片和位于第二杆上的柔性片会同时朝向第二杆的方向移动，但由于第一杆螺距大于第二杆螺距，第一杆柔性片运动速度微微大于第二杆柔性片的运动速度，这时两个柔性片就会相互靠近。在本实施例的一种实施方式中：所述第一杆的直径大于所述第二杆的直径。这样可以避免位于第二杆上的柔性片移动到第一杆上或者是位于第一杆上的柔性片移动到第二杆上，从而避免对螺杆和柔性片上的螺纹孔造成不可逆的伤害。在本实施例的一种实施方式中：所述柔性片包括第一片和第二片，所述第一片与所述第一端块连接，所述第二片与所述第二端块连接，所述第一片远离所述第一端块的一端与所述第二片连接，所述第一片与所述第二片的连接处设置有螺纹孔，所述螺杆螺接于所述螺纹孔，所述第一片和所述第二片倾斜设置，两个所述第一片的距离沿所述第一端块朝向所述第二端块的方向逐渐变大，两个所述第二片的距离沿所述第二端块朝向所述第二端块的方向逐渐变大。在本实施例的一种实施方式中：所述第一片的宽度沿所述第一端块朝向所述第二端块的方向逐渐减小，所述第二片的宽度沿所述第二端块朝向所述第一端块的方向逐渐减小。这样柔性片在发生形变相互靠近时，更加的容易方便，且受到的损伤会降至最小。在本实施例的一种实施方式中：所述第一片与所述第一端块的连接处设置有倒角，所述第二片与所述第二端块的连接处设置有倒角。这样可以让柔性片在发生形变时更加的容易，且能让柔性片与第一端块和第二端块的连接处受到的伤害减小。在本实施例的一种实施方式中：所述第一片与所述第二片的连接处设置有刚性螺块，所述刚性螺块呈柱形，所述第一片和所述第二片沿所述刚性螺块的轴心线对称设置，所述螺纹孔设置于所述刚性螺块，所述螺纹孔与所述刚性螺块同轴设置。刚性螺块的设置可以延长螺纹孔的长度，从而让柔性片与螺杆的连接更加的稳定牢固，消除柔性片受螺杆转动时的应力影响，这样纳米级微动机构受到震动的影响也就越小，同时也能让螺杆与柔性片之间的传动更加的精确可靠。在本实施例的一种实施方式中：所述柔性金属框架采用一体成型技术制成。采用一体成型制成的柔性金属框架结构强度高，且精度更易控制，结构整体质量比现有的在测量方向上轴向安装微减速电机及导轨结构的质量小很多，使得整个观测结构的响应频带大大提高。基于上述的第二目的，本专利技术还提供了一种测量仪器，包括底座、驱动电机、固定测杆、固定测片、活动测片和如上所述的纳米级微动机构，所述固定测杆和所述纳米级微动机构分别安装于所述底座，所述第二端块与所述底座固定连接，所述第一端块朝向所述固定测杆设置，所述固定测杆的一端安装于所述底座，所述固定测杆的另一端朝向所述第一端块设置，所述固定测杆与所述第一端块之间形成测微间隙；所述固定测片和所述活动测片均位于所述测微间隙内，所述固定测片安装于所述固定测杆，所述活动测片安装于所述第一端块，所述固定测片与所述活动测片间隔设置，所述驱动电机驱动连接所述螺杆。本专利技术提供的测量仪器包括上述的柔性金属框架，采用简单的结构完成测量，其测量精度高且可靠，同时，在测量时几乎不受到震动的影响。在本实施例的一种实施方式中：所述螺杆还包括齿轮盘，所述齿轮盘与所述螺杆同轴设置，且所述齿轮盘与所述螺杆固定连接，所述齿轮盘与所述驱动电机的输出端虚位啮合。与现有技术相比，本专利技术实现的有益效果是：本专利技术提供的纳米级微动机构利用螺杆的转动，令两个柔性片相互靠近或者远离，两个柔性片在相互靠近或者远离时，发生微小形变，带动第一端块和第二端块产生更微小的次级移动，让第一端块和第二端块相互靠近或者远离，本专利技术提供的纳米级微动机构结构极其简单，大大减小了结构整体的质量，消除了一般同类仪器会产生的间隙松动、轨道爬行等缺陷，在受到震动时，螺杆的转动也能稳定的带动第一端块和第二端块靠近或者远离，是一种高精度、高可靠性且高稳定性的微动机构。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要实用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出了本专利技术实施例1提供的纳米级微动机构的示意图；图2示出了本专利技术实施例1提供的柔性金属框架在第一视角的示意图；图3示出了本专利技术实施例1提供的柔性金属框架在第二视角的示意图；图4示出了本专利技术实施例1提供的柔性片的示意图；图5示出了本专利技术实施例1提供的螺杆的示意图；图6示出了本专利技术实施例2提供的测量仪器的示意图；图7示出了本专利技术实施例2提供的测微间隙的示意图；图8示出了本专利技术实施例2提供的螺杆的示意图；图9示出了本专利技术实施例2提供的驱动电机与螺杆的连接示意图。图中：101-柔性金属框架；102-螺杆；103-第一端块；104-第二端块；105-柔性片；106-第一片；107-第二片；108-刚性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米级微动机构，其特征在于，包括螺杆和柔性金属框架，所述柔性金属框架包括第一端块、第二端块和两个柔性片，所述柔性片的两端分别与所述第一端块和所述第二端块连接，两个所述柔性片间隔设置，且两个所述柔性片分别与所述螺杆螺接，转动所述螺杆令两个所述柔性片相互远离或者靠近。

【技术特征摘要】
1.一种纳米级微动机构，其特征在于，包括螺杆和柔性金属框架，所述柔性金属框架包括第一端块、第二端块和两个柔性片，所述柔性片的两端分别与所述第一端块和所述第二端块连接，两个所述柔性片间隔设置，且两个所述柔性片分别与所述螺杆螺接，转动所述螺杆令两个所述柔性片相互远离或者靠近。2.根据权利要求1所述的纳米级微动机构，其特征在于，所述螺杆包括第一杆和第二杆，所述第一杆和所述第二杆同轴设置，所述第一杆和所述第二杆上分别设置有螺纹，所述第一杆上的螺纹旋向与所述第二杆上的螺纹旋向相同，且所述第一杆上的螺纹的螺距与所述第二杆上的螺纹的螺距不同，所述第一杆和所述第二杆分别与两个所述柔性片螺接。3.根据权利要求2所述的纳米级微动机构，其特征在于，所述第一杆的直径大于所述第二杆的直径。4.根据权利要求1所述的纳米级微动机构，其特征在于，所述柔性片包括第一片和第二片，所述第一片与所述第一端块连接，所述第二片与所述第二端块连接，所述第一片远离所述第一端块的一端与所述第二片连接，所述第一片与所述第二片的连接处设置有螺纹孔，所述螺杆螺接于所述螺纹孔，所述第一片和所述第二片倾斜设置，两个所述第一片的距离沿所述第一端块朝向所述第二端块的方向逐渐变大，两个所述第二片的距离沿所述第二端块朝向所述第二端块的方向逐渐变大。5.根据权利要求4所述的纳米级微动机构，其特征在于，所述第一片的宽度沿所述第一端块朝向所述第二端块的方向逐渐减小，所述第二片的宽...

【专利技术属性】
技术研发人员：池欣睿，张洁，
申请(专利权)人：池欣睿，
类型：发明
国别省市：河南,41