一种实验与检测使用的三维变化步长电动载物台制造技术

本发明专利技术公开了一种实验与检测使用的三维变化步长电动载物台，属于实验仪器领域。本发明专利技术包括载物平台、支座Ⅰ、步进驱动机构组Ⅰ、步进驱动机构组Ⅱ、支座Ⅱ、底座，所述载物平台固定在支座Ⅰ上方，支座Ⅰ与步进驱动机构组Ⅰ上端相连，步进驱动机构组Ⅰ下端与步进驱动机构组Ⅱ的上端相连，步进驱动机构组Ⅱ的下端与支座Ⅱ连接，支座Ⅱ固定在底座上。该装置可以精确确定载物台三个维度移动的距离，实现非整数倍移动步长的位置确定，实现不同步长的组合，可实现快速与慢速两种移动要求。也可以根据实验需要组装不同步长和高度载物台。

【技术实现步骤摘要】
一种实验与检测使用的三维变化步长电动载物台
本专利技术涉及一种实验与检测使用的三维变化步长电动载物台，主要应用于实验与检测中被测物品或测量仪器的固定和移动，属于实验仪器领域。
技术介绍
在微位移或者是物体表面纳米尺度形貌测量的实验中，需要被测物体的位置或者测量装置进行精确移动。近年来随着高分辨步进电机的发展，各种维度的电动载物台被应用到现实测量技术中，实现了被测物体的位置或者测量装置的位置的精确移动。但是，目前普遍使用的电动载物台均采用固定步长移动，从而给实验中需要非整数倍移动步长的位置确定带来困难，影响测量结果。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有电动载物台中仅能固定步长移动，无法实现非整数倍移动步长的位置确定的技术问题。本专利技术采用的技术方案是：一种实验与检测使用的三维变化步长电动载物台，包括载物平台1，支座Ⅰ3，步进驱动机构组Ⅰ9，步进驱动机构组Ⅱ13，支座Ⅱ14，底座22；所述载物平台1固定在支座Ⅰ3上方，支座Ⅰ3与步进驱动机构组Ⅰ9上端相连，步进驱动机构组Ⅰ9下端与步进驱动机构组Ⅱ13的上端相连，步进驱动机构组Ⅱ13的下端与支座Ⅱ14连接，支座Ⅱ14固定在底座22上；所述步进驱动机构组Ⅰ9包括X轴步进驱动机构Ⅰ6、Y轴步进驱动机构Ⅰ7和Z轴步进驱动机构Ⅰ8，X轴步进驱动机构Ⅰ6、Y轴步进驱动机构Ⅰ7和Z轴步进驱动机构Ⅰ8分别与X轴步进电机驱动控制器Ⅰ23、Y轴步进电机驱动控制器Ⅰ24、Z轴步进电机驱动控制器Ⅰ25连接；所述步进驱动机构组Ⅱ13包括X轴步进驱动机构Ⅱ10、Y轴步进驱动机构Ⅱ11和Z轴步进驱动机构Ⅱ12，X轴步进驱动机构Ⅱ19、Y轴步进驱动机构Ⅱ20、Z轴步进驱动机构Ⅱ21分别与X轴步进电机驱动控制器Ⅱ26、Y轴步进电机驱动控制器Ⅱ27、Z轴步进电机驱动控制器Ⅱ28连接；所述X轴步进电机驱动控制器Ⅰ23、Y轴步进电机驱动控制器Ⅰ24、Z轴步进电机驱动控制器Ⅰ25、X轴步进电机驱动控制器Ⅱ26、Y轴步进电机驱动控制器Ⅱ27、Z轴步进电机驱动控制器Ⅱ28与外部计算机相连。进一步的，所述载物平台1通过固定螺柱2固定在支座Ⅰ3上方，支座Ⅰ3通过固定螺栓4和垫圈5与步进驱动机构组Ⅰ9上端相连，步进驱动机构组Ⅰ9下端通过固定螺栓4和垫圈5与步进驱动机构组Ⅱ13的上端相连，步进驱动机构组Ⅱ13的下端通过固定螺栓4和垫圈5与支座Ⅱ14连接固定，支座Ⅱ14通过固定螺柱2固定在开螺孔底座22上，所述支座Ⅰ3、步进驱动机构组Ⅰ9、步进驱动机构组Ⅱ13和支座Ⅱ14之间为活动连接，可根据实验的需要进行连接组合。进一步的，所述载物平台1和底座22上均开有螺孔，载物平台（1）上所开螺孔用于测量物体或检测设备的固定，螺孔的尺寸大小、螺孔的间距排列可以按规律变化。底座22上的螺孔用于与实验平台（如光学平台）固定，螺孔的尺寸和间距与市场的常用实验平台上螺孔布局相匹配。进一步的，所述步进驱动机构组Ⅰ9中的X轴步进驱动机构Ⅰ6、Y轴步进驱动机构Ⅰ7、Z轴步进驱动机构Ⅰ8分别与步进驱动机构组Ⅱ13中的X轴步进驱动机构Ⅱ10、Y轴步进驱动机构Ⅱ11和Z轴步进驱动机构Ⅱ12的起点位置重合。进一步的，所述X轴步进驱动机构Ⅰ6、Y轴步进驱动机构Ⅰ7和Z轴步进驱动机构Ⅰ8分别包括X轴步进电动机Ⅰ16、Y轴步进电动机Ⅰ17、Z轴步进电动机Ⅰ18及其对应的齿轮箱，X轴步进驱动机构Ⅱ10、Y轴步进驱动机构Ⅱ11、Z轴步进驱动机构Ⅱ12分别包括X轴步进电动机Ⅱ19、Y轴步进电动机Ⅱ20、Z轴步进电动机Ⅱ21及其对应齿轮箱。进一步的，所述X轴步进电动机Ⅰ16、Y轴步进电动机Ⅰ17和Z轴步进电动机Ⅰ18三者的步长一致，所述X轴步进电动机Ⅱ19、Y轴步进电动机Ⅱ20和Z轴步进电动机Ⅱ21三者的步长一致，前后两组步长不同。本专利技术的工作原理是：通过在计算机中设定步进驱动机构组Ⅰ中每个步进电动机移动的总程分别为X1，Y1，Z1，步进驱动机构组Ⅱ中每个步进电动机移动的总程分别为X2，Y2，Z2，其中X1、Y1、Z1、X2、Y2、Z2的值可以为正值，亦可为负值，负值表示移动的方向与正值移动方向相反。步进驱动机构组Ⅰ中的X轴步进驱动机构Ⅰ、Y轴步进驱动机构Ⅰ、Z轴步进驱动机构Ⅰ和步进驱动机构组Ⅱ中的X轴步进驱动机构Ⅱ、Y轴步进驱动机构Ⅱ、Z轴步进驱动机构Ⅱ起点位置重合，位于空间坐标体系的原点。计算机将步进电动机移动的总程X1、Y1、Z1、X2、Y2、Z2通过多路数据传输线发送给X轴步进电机驱动控制器Ⅰ、Y轴步进电机驱动控制器Ⅰ、Z轴步进电机驱动控制器Ⅰ、X轴步进电机驱动控制器Ⅱ、Y轴步进电机驱动控制器Ⅱ、Z轴步进电机驱动控制器Ⅱ，推动步进驱动机构组Ⅰ和步进驱动机构组Ⅱ分别按照设定的X1、Y1、Z1、X2、Y2、Z2值进行三维移动。当步进驱动机构组Ⅰ与步进驱动机构组Ⅱ在移动时，均会带动载物平台移动，从而使得测量物体或检测设备的移动。由于步进驱动机构组Ⅰ和步进驱动机构组Ⅱ中的起点位置相同，而步进电动机步长值不同，使得载物平台在每个维度（X、Y、Z轴方向）移动的距离分别为X=X1+X2，Y=Y1+Y2，Z=Z1+Z2；从而实现载物平台移动步长的组合，形成变步长移动载物平台。本专利技术的有益效果：该装置可以精确确定载物台三个维度（X、Y、Z轴方向）移动的距离，实现不同步长的组合，可实现快速与慢速两种移动要求。也可以根据实验需要组装不同步长和高度载物台。附图说明图1是本专利技术的结构原理示意图；图中各标号：1-载物平台，2-固定螺柱，3-支座Ⅰ，4-固定螺栓，5-垫圈，6-X轴步进驱动机构Ⅰ，7-Y轴步进驱动机构Ⅰ，8-Z轴步进驱动机构Ⅰ，9-步进驱动机构组Ⅰ，10-X轴步进驱动机构Ⅱ，11-Y轴步进驱动机构Ⅱ，12-Z轴步进驱动机构Ⅱ，13-步进驱动机构组Ⅱ，14-支座Ⅱ，15-电缆线，16-X轴步进电动机Ⅰ，17-Y轴步进电动机Ⅰ，18-Z轴步进电动机Ⅰ，19-X轴步进电动机Ⅱ，20-Y轴步进电动机Ⅱ，21-Z轴步进电动机Ⅱ，22-底座，23-X轴步进电机驱动控制器Ⅰ，24-Y轴步进电机驱动控制器Ⅰ，25-Z轴步进电机驱动控制器Ⅰ，26-X轴步进电机驱动控制器Ⅱ，27-Y轴步进电机驱动控制器Ⅱ，28-Z轴步进电机驱动控制器Ⅱ，29-多路数据传输线。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步详细的说明。实施例1：如图1所示，一种实验与检测使用的三维变化步长电动载物台，包括载物平台1，支座Ⅰ3，步进驱动机构组Ⅰ9，步进驱动机构组Ⅱ13，支座Ⅱ14，底座22；所述载物平台1固定在支座Ⅰ3上方，支座Ⅰ3与步进驱动机构组Ⅰ9上端相连，步进驱动机构组Ⅰ9下端与步进驱动机构组Ⅱ13的上端相连，步进驱动机构组Ⅱ13的下端与支座Ⅱ14连接，支座Ⅱ14固定在底座22上；所述步进驱动机构组Ⅰ9包括X轴步进驱动机构Ⅰ6、Y轴步进驱动机构Ⅰ7和Z轴步进驱动机构Ⅰ8，X轴步进驱动机构Ⅰ6、Y轴步进驱动机构Ⅰ7和Z轴步进驱动机构Ⅰ8分别通过电缆线15与X轴步进电机驱动控制器Ⅰ23、Y轴步进电机驱动控制器Ⅰ24、Z轴步进电机驱动控制器Ⅰ25连接；所述步进驱动机构组Ⅱ13包括X轴步进驱动机构Ⅱ10、Y轴步进驱动机构Ⅱ11和Z轴步进驱动机构Ⅱ12，X轴步进驱动机构Ⅱ19、Y轴步进驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实验与检测使用的三维变化步长电动载物台，其特征在于：包括载物平台（1）、支座Ⅰ（3）、步进驱动机构组Ⅰ（9）、步进驱动机构组Ⅱ（13）、支座Ⅱ（14）和底座（22）；所述载物平台（1）固定在支座Ⅰ（3）上方，支座Ⅰ（3）与步进驱动机构组Ⅰ（9）上端相连，步进驱动机构组Ⅰ（9）下端与步进驱动机构组Ⅱ（13）的上端相连，步进驱动机构组Ⅱ（13）的下端与支座Ⅱ（14）连接，支座Ⅱ（14）固定在底座（22）上；所述步进驱动机构组Ⅰ（9）包括X轴步进驱动机构Ⅰ（6）、Y轴步进驱动机构Ⅰ（7）和Z轴步进驱动机构Ⅰ（8），X轴步进驱动机构Ⅰ（6）、Y轴步进驱动机构Ⅰ（7）和Z轴步进驱动机构Ⅰ（8）分别与X轴步进电机驱动控制器Ⅰ（23）、Y轴步进电机驱动控制器Ⅰ（24）、Z轴步进电机驱动控制器Ⅰ（25）连接；所述步进驱动机构组Ⅱ（13）包括X轴步进驱动机构Ⅱ（10）、Y轴步进驱动机构Ⅱ（11）和Z轴步进驱动机构Ⅱ（12），X轴步进驱动机构Ⅱ（19）、Y轴步进驱动机构Ⅱ（20）、Z轴步进驱动机构Ⅱ（21）分别与X轴步进电机驱动控制器Ⅱ（26）、Y轴步进电机驱动控制器Ⅱ（27）、Z轴步进电机驱动控制器Ⅱ（28）连接；所述X轴步进电机驱动控制器Ⅰ（23）、Y轴步进电机驱动控制器Ⅰ（24）、Z轴步进电机驱动控制器Ⅰ（25）、X轴步进电机驱动控制器Ⅱ（26）、Y轴步进电机驱动控制器Ⅱ（27）、Z轴步进电机驱动控制器Ⅱ（28）与外部计算机相连。...

【技术特征摘要】
1.一种实验与检测使用的三维变化步长电动载物台，其特征在于：包括载物平台（1）、支座Ⅰ（3）、步进驱动机构组Ⅰ（9）、步进驱动机构组Ⅱ（13）、支座Ⅱ（14）和底座（22）；所述载物平台（1）固定在支座Ⅰ（3）上方，支座Ⅰ（3）与步进驱动机构组Ⅰ（9）上端相连，步进驱动机构组Ⅰ（9）下端与步进驱动机构组Ⅱ（13）的上端相连，步进驱动机构组Ⅱ（13）的下端与支座Ⅱ（14）连接，支座Ⅱ（14）固定在底座（22）上；所述步进驱动机构组Ⅰ（9）包括X轴步进驱动机构Ⅰ（6）、Y轴步进驱动机构Ⅰ（7）和Z轴步进驱动机构Ⅰ（8），X轴步进驱动机构Ⅰ（6）、Y轴步进驱动机构Ⅰ（7）和Z轴步进驱动机构Ⅰ（8）分别与X轴步进电机驱动控制器Ⅰ（23）、Y轴步进电机驱动控制器Ⅰ（24）、Z轴步进电机驱动控制器Ⅰ（25）连接；所述步进驱动机构组Ⅱ（13）包括X轴步进驱动机构Ⅱ（10）、Y轴步进驱动机构Ⅱ（11）和Z轴步进驱动机构Ⅱ（12），X轴步进驱动机构Ⅱ（19）、Y轴步进驱动机构Ⅱ（20）、Z轴步进驱动机构Ⅱ（21）分别与X轴步进电机驱动控制器Ⅱ（26）、Y轴步进电机驱动控制器Ⅱ（27）、Z轴步进电机驱动控制器Ⅱ（28）连接；所述X轴步进电机驱动控制器Ⅰ（23）、Y轴步进电机驱动控制器Ⅰ（24）、Z轴步进电机驱动控制器Ⅰ（25）、X轴步进电机驱动控制器Ⅱ（26）、Y轴步进电机驱动控制器Ⅱ（27）、Z轴步进电机驱动控制器Ⅱ（28）与外部计算机相连。2.根据权利要求1所述的实验与检测使用的三维变化步长电动载物台，其特征在于：所述载物平台（1）通过固定螺柱（2）固定在支座Ⅰ（3）上方，支座Ⅰ（3）通过固定螺栓（4）和垫圈（5）与步进驱动机构组Ⅰ（9）上端相连，步进驱动机构组Ⅰ（9）下端通过固定螺栓（4）和垫圈（5）...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋庆和，刘志强，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53