五自由度精密调节台制造技术

本发明专利技术公开了一种五自由度精密调节台，包括：调节台主体，其包括第一转板、第一滑板、第二滑板、第二转板、第三转板和底板；θy方向舵机组件，其包括θy方向舵机和θy方向调节机构；X方向舵机组件，其包括X方向舵机和X方向调节机构；Z方向舵机组件，其包括Z方向舵机和Z方向调节机构；θz方向舵机组件，其包括θz方向舵机和θz方向调节机构；θx方向舵机组件，其包括θx方向舵机和θx方向调节机构。本发明专利技术实现了调节台高精度五自由度的调节；本发明专利技术结构简单小巧，自锁性能好、稳定性高，能适应细长条负载，应用范围广，且调节精度高、控制简单、生产成本低，市场前景广阔。

Five degree of freedom precision regulator

The invention discloses a five DOF precision adjustment, including regulation of Taiwan main body, which comprises a first rotating plate, the first slide, second plate, second rotating plate, third plate and the bottom plate; theta Y direction steering components, including y and Y theta theta direction steering direction adjusting mechanism; X direction actuator the components, including the X and X direction steering direction adjusting mechanism; Z direction steering components, including Z and Z direction steering direction regulating mechanism; Z theta direction steering components, including Z and Z theta theta direction steering direction adjusting mechanism; 9 x direction steering components, including rudder machine and theta theta x x the direction regulating mechanism. The invention realizes the adjustment of the high accuracy and five degree of freedom of the regulating platform. The invention has the advantages of simple and compact structure, good self locking performance and high stability, and can adapt to the slender bar load, has wide application range, high adjustment precision, simple control, low production cost and wide market prospect.

【技术实现步骤摘要】
五自由度精密调节台
本专利技术涉及调节台设备领域，特别涉及一种五自由度精密调节台。
技术介绍
大视场相位衬度CT成像系统中需要对核心部件——三块柱面光栅进行空间位置调节，使其保证物理指标中空间中的相对位置精度。要求柱面光栅下方的调节台要符合总装对于空间的要求，结构精巧，重心低，具有五个自由度(除了沿铅锤方向以外)且对于平动调节要优于1μm的调节灵敏度，能承受细长条状负载10kg负载，且放置在大转台上有较好的稳定性和动态性能，且要实现在X光环境下的调节最好是无人化操作。目前市场上有很多光学精密调节台，产品多样，通用性好，模块化设计但是：1.现有的产品的载物台多为正方形，对于细长条状的重载不适合；2.现有的产品对于多自由度实现通常是将各个自由度的模块拼装起来，会造成体积大、结构复杂、重心高；3.现有的产品通常是应用在固定的平台上，例如光学平台，对于动平台(如CT中的转台)稳定性不佳；4.现有的产品对于平稳无爬行的移动的实现多采用导轨，但是在锁紧时往往存在间隙，尤其对于重载和转动的情况下易发生变化；5.现有的产品有很多种类是带电机实现远程操作调节的，但对于不规则的重载的调节台往往体积较大，结构复杂，重心偏高，而且需要配置驱动器控制器，系统成本高，不经济。随着舵机技术的发展，尤其是数字串口舵机的诞生，舵机的应用不再限制于玩具、航模、机器人领域。舵机在原有大扭矩的基础之上，其位置反馈的传感器也由原来的电位计更换成编码器，这不但可以提高位置反馈的精度而且能提高舵机的运动分辨率，更重要的是能够使舵机从原来的180°的行程变成了连续旋转。串口通讯省去了一般多自由系统中的昂贵的控制器，而且控制简单、成本低廉、最多能同时控制200多路电机。而在现有技术中，很少有将舵机应用在光学精密机械中的促动机构中的技术。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种五自由度精密调节台。舵机在原有大扭矩的基础之上，其位置反馈的传感器也由原来的电位计更换成编码器，这不但可以提高位置反馈的精度从而提高舵机的运动分辨率，更重要的是能够使舵机从原来的180°的行程变成了连续旋转。串口通讯省去了一般多自由系统中的昂贵的控制器，而且控制简单、成本低廉、最多能同时控制200多路电机。本专利技术成功的跟踪了机器人技术中的舵机的发展，并成功的将其应用在光学精密机械中的促动机构中。这对于光学精密机械的低成本的自动化调节提供了一个新的思路。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种五自由度精密调节台，包括：调节台主体，其包括由上至下依次设置的第一转板、第一滑板、第二滑板、第二转板、第三转板和底板；θy方向舵机组件，用于驱动所述第一转板绕Y轴方向转动，其包括θy方向舵机和θy方向调节机构；X方向舵机组件，用于驱动所述第一滑板沿X方向运动，其包括X方向舵机和X方向调节机构；Z方向舵机组件，用于驱动所述第二滑板沿Z方向运动，其包括Z方向舵机和Z方向调节机构；θz方向舵机组件，用于驱动所述第二转板绕Z轴方向转动，其包括θz方向舵机和θz方向调节机构；θx方向舵机组件，用于驱动所述第三转板绕X轴方向转动，其包括θx方向舵机和θx方向调节机构。优选的是，所述第一转板通过转轴组件连接于所述第一滑板上，所述第一转板和第一滑板之间设置有第一保持架，所述第一保持架内填充有第一钢球；所述第一转板上设置有第一锁紧螺丝。优选的是，所述θy方向调节机构包括固定在所述第一滑板上的第一螺母座、一端与所述θy方向舵机的输出端连接另一活动端配合插设在所述第一螺母座上开设的第一螺母孔内的第一螺丝及固接在所述第一转板上的第一承接座；所述第一螺丝的活动端上固接有第一顶球，所述第一承接座上固接有与所述第一顶球配合顶接的弧形承接板；所述第一承接座上还固接有另一端与所述第一螺母座连接的第一回程弹簧。优选的是，所述第一滑板可滑动设置于所述第二滑板上，所述第一滑板和第二滑板之间设置有第二保持架，所述第二保持架内填充有第二钢球；所述第一滑板上设置有第二锁紧螺丝。优选的是，所述X方向调节机构包括固接在所述第二滑板上的第二螺母座及一端与所述X方向舵机的输出端连接另一活动端配合插设在所述第二螺母座上开设的第二螺母孔内的第二螺丝，所述第二螺丝上固接有第二顶球，所述第二顶球与所述第一滑板的侧端顶贴；所述第二螺母座和所述第一滑板之间连接有第二回程弹簧。优选的是，所述第二滑板可滑动设置于所述第二转板上，所述第二滑板和第二转板之间设置有第三保持架，所述第三保持架内填充有第三钢球；所述Z方向调节机构包括固接在所述第二转板上的第三螺母座及一端与所述Z方向舵机的输出端连接另一活动端配合插设在所述第三螺母座上开设的第三螺母孔内的第三螺丝，所述第三螺丝上固接有第三顶球，所述第三顶球与所述第二滑板的侧端顶贴；所述第二滑板和所述第二转板之间连接有第三回程弹簧；所述第二滑板上设置有第三锁紧螺丝。优选的是，所述θz方向调节机构包括固接于所述第三转板上的第四螺母座、一端与所述θz方向舵机的输出端连接另一活动端配合插设在所述第四螺母座上开设的第四螺母孔内的第四螺丝及与所述第四螺丝的活动端连接的第一楔形块；所述第四螺丝的活动端上固接有第四顶球；所述第一楔形块可滑动设置在所述第二转板和第三转板之间的一端，所述第二转板和第三转板的另一端通过第一柔性铰链连接。优选的是，所述第一楔形块上固接有第一卡块，所述第一卡块与所述第一楔形块之间设置有第一间隙，所述第一卡块上贯穿开设有第一通孔，所述第四顶球的直径大于所述第一通孔的直径，所述第四顶球的前部穿出所述第一通孔并可转动卡设在所述第一间隙内，所述第四顶球的前部与所述第一楔形块的后端相顶；所述第一楔形块的前端下部连接有第一回程压簧，所述第三转板上表面开设有第一开槽，所述第一回程压簧与所述第一开槽的端面相抵；所述第一楔形块上设置有第四锁紧螺丝。优选的是，所述θx方向调节机构包括固接于所述底板上的第五螺母座、一端与所述θx方向舵机的输出端连接另一活动端配合插设在所述第五螺母座上开设的第五螺母孔内的第五螺丝及与所述第五螺丝的活动端连接的第二楔形块；所述第五螺丝的活动端上固接有第五顶球；所述第二楔形块可滑动设置在所述第三转板和底板之间的一端，所述第三转板和底板的另一端通过第二柔性铰链连接。优选的是，所述第二楔形块上固接有第二卡块，所述第二卡块与所述第二楔形块之间设置有第二间隙，所述第二卡块上贯穿开设有第二通孔，所述第五顶球的直径大于所述第二通孔的直径，所述第五顶球的前部穿出所述第二通孔并可转动卡设在所述第二间隙内，所述第五顶球的前部与所述第二楔形块的后端相顶；所述第二楔形块的前端下部连接有第二回程压簧，所述底板上表面开设有第二开槽，所述第二回程压簧与所述第二开槽的端面相抵；所述第二楔形块上设置有第五锁紧螺丝；所述底板上设置有第六锁紧螺丝。优选的是，所述第一锁紧螺丝、第二锁紧螺丝、第三锁紧螺丝、第四锁紧螺丝、第五锁紧螺丝和第六锁紧螺丝均采用改良型低自由度螺丝，所述改良型低自由度螺丝包括螺丝本体及套设在所述螺丝本体上的垫片和微型推力球轴承，所述螺丝本体包括螺丝头部、与所述螺丝头部连接的光面细杆及连接于所述光面细杆另一端的螺纹杆，所述垫片和微型推力球轴承依次套设在所述光面细杆上。本专利技术的有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种五自由度精密调节台，其特征在于，包括：调节台主体，其包括由上至下依次设置的第一转板、第一滑板、第二滑板、第二转板、第三转板和底板；θy方向舵机组件，用于驱动所述第一转板绕Y轴方向转动，其包括θy方向舵机和θy方向调节机构；X方向舵机组件，用于驱动所述第一滑板沿X方向运动，其包括X方向舵机和X方向调节机构；Z方向舵机组件，用于驱动所述第二滑板沿Z方向运动，其包括Z方向舵机和Z方向调节机构；θz方向舵机组件，用于驱动所述第二转板绕Z轴方向转动，其包括θz方向舵机和θz方向调节机构；θx方向舵机组件，用于驱动所述第三转板绕X轴方向转动，其包括θx方向舵机和θx方向调节机构。

【技术特征摘要】
1.一种五自由度精密调节台，其特征在于，包括：调节台主体，其包括由上至下依次设置的第一转板、第一滑板、第二滑板、第二转板、第三转板和底板；θy方向舵机组件，用于驱动所述第一转板绕Y轴方向转动，其包括θy方向舵机和θy方向调节机构；X方向舵机组件，用于驱动所述第一滑板沿X方向运动，其包括X方向舵机和X方向调节机构；Z方向舵机组件，用于驱动所述第二滑板沿Z方向运动，其包括Z方向舵机和Z方向调节机构；θz方向舵机组件，用于驱动所述第二转板绕Z轴方向转动，其包括θz方向舵机和θz方向调节机构；θx方向舵机组件，用于驱动所述第三转板绕X轴方向转动，其包括θx方向舵机和θx方向调节机构。2.根据权利要求1所述的五自由度精密调节台，其特征在于，所述第一转板通过转轴组件连接于所述第一滑板上，所述第一转板和第一滑板之间设置有第一保持架，所述第一保持架内填充有第一钢球；所述第一转板上设置有第一锁紧螺丝。3.根据权利要求2所述的五自由度精密调节台，其特征在于，所述θy方向调节机构包括固定在所述第一滑板上的第一螺母座、一端与所述θy方向舵机的输出端连接另一活动端配合插设在所述第一螺母座上开设的第一螺母孔内的第一螺丝及固接在所述第一转板上的第一承接座；所述第一螺丝的活动端上固接有第一顶球，所述第一承接座上固接有与所述第一顶球配合顶接的弧形承接板；所述第一承接座上还固接有另一端与所述第一螺母座连接的第一回程弹簧。4.根据权利要求3所述的五自由度精密调节台，其特征在于，所述第一滑板可滑动设置于所述第二滑板上，所述第一滑板和第二滑板之间设置有第二保持架，所述第二保持架内填充有第二钢球；所述第一滑板上设置有第二锁紧螺丝。5.根据权利要求4所述的五自由度精密调节台，其特征在于，所述X方向调节机构包括固接在所述第二滑板上的第二螺母座及一端与所述X方向舵机的输出端连接另一活动端配合插设在所述第二螺母座上开设的第二螺母孔内的第二螺丝，所述第二螺丝上固接有第二顶球，所述第二顶球与所述第一滑板的侧端顶贴；所述第二螺母座和所述第一滑板之间连接有第二回程弹簧。6.根据权利要求4所述的五自由度精密调节台，其特征在于，所述第二滑板可滑动设置于所述第二转板上，所述第二滑板和第二转板之间设置有第三保持架，所述第三保持架内填充有第三钢球；所述Z方向调节机构包括固接在所述第二转板上的第三螺母座及一端与所述Z方向舵机的输出端连接另一活动端配合插设在所述第三螺母座上开设的第三螺母孔内的第三螺丝，所述第三螺丝上固接有第三顶球，所述第三顶球与所述第二滑板的侧端顶贴；所述第二滑板和所述第二转板之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：王骏，孙海璇，王弼陡，王钟周，曾维俊，
申请(专利权)人：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32