一种精密导向机构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种精密导向机构，此机构能实现精密传动及精密测量的功能；本实用新型专利技术的实施是通过两组平行簧片机构传动，且此两组平行簧片机构相互套装，其行程范围内表现为恒定的势能和运动连续均衡性。一方面平动板的运动轨迹与位移检测装置处在同一直线上，符合阿贝原则，使得机构传动的阿贝误差为零，从而实现平动板相对于固定板的精密传动，另一方面此导向机构能够保证与其运动方向正交的坐标轴向上，运动误差累计为零，故此一种精密导向机构运动具有精度高、灵敏性好，且运动过程中无机械摩擦，无间隙，无需润滑等优点。此一种精密导向机构能够广泛应用于精密测量、精密制造及精密传动等技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种精密导向机构
本技术属于精密制造、精密传动及精密测量等
，具体涉及一种精密导向机构。
技术介绍
一维精密平动技术是现代精密及超精密加工及测量技术的关键技术之一，广泛应用于精密超精密加工及精密测量等精度要求较高的
，在精密传动及现代制造技术中有着极其重要的地位和作用，随着现代精密制造及测量技术的快速发展，诸如坐标测量系统、微纳制造系统、汽车制造、航空航天等各领域中均涉及有精密导向的研究和应用。传统的精密导向机构常通过外界施加作用力或摩擦传动来使导向机构保留在某一稳定位置，外界施加作用力的机构需要的一定的驱动能，而摩擦传动结构将使得导向机构的精度和传动效率降低，同时常见传统导向机构具有作用力不稳定、动态特性不一致、对阿贝误差敏感等缺点。而平行簧片机构作为无摩擦的精密传动结构，具有无间隙、无摩擦、灵敏度高等特性，在其行程范围内表现为恒定的势能和运动连续均衡性。有相关学者对一维平行簧片机构进行了受力分析,建立了数学模型，推导了平行簧片机构在外力作用下变形和位移的关系，但研究者仅考虑了平动机构相对于固定机构的水平运动，而忽略了与其运动方向正交轴向上的传动误差，而且若平行簧片机构的纵向尺寸越大，系统引入的传动误差会越大，很大程度上影响了平动机构的运动精度。
技术实现思路
本技术提供一种精密导向机构，此机构能实现精密传动及精密导向等功能，此机构在运动过程中无机械摩擦、无间隙、无需润滑、灵敏度高，具有良好地稳定性，能够广泛应用于精密制造、精密传动及精密测量等
为解决现有技术存在的问题，本技术的技术方案是：一种精密导向机构，其特征在于：包括“U”型的固定板和平动板，所述的“U”型的固定板的横板上侧设置有永磁体，永磁体上设置有电磁机构，平动板设置于电磁机构上，所述的永磁体的两侧的固定板上对称设置有右读数头和左读数头，所述的“U”型的固定板两个纵板的外侧分别垂直设置有左外侧平行簧片和右外侧平行簧片，左外侧平行簧片和右外侧平行簧片的另一端面与传动转换板垂直设置，所述的平动板的两侧边上垂直设置有左内侧平行簧片和右内侧平行簧片，左内侧平行簧片和右内侧平行簧片的另一端面与传动转换板垂直设置，所述的平动板的外侧设置有测杆，平动板的底面上设置有光栅尺。所述的“U”型的固定板的纵向板顶部内侧分别设置有左固定板限位元件和右固定板限位元件，与左固定板限位元件相对称的左内侧平行簧片上设置有左平动板限位元件；与右固定板限位元件相对称的右内侧平行簧片上设置有右平动板限位元件。所述的外侧平行簧片、外侧平行簧片相互平行并且大小结构相同；内侧平行簧片和内侧平行簧片相互平行并且大小结构相同。所述的“U”型的固定板、左外侧平行簧片、传动转换板和右外侧平行簧片、平动板、左内侧平行簧片和右内侧平行簧片之间分别通过螺钉连接。所述的平动板与测杆通过测杆安装座连接，测杆安装座设置于平动板上。所述的平动板的底部通过电磁机构安装架与电磁机构连接。与现有技术相比，本技术的优点如下：本技术的通过两组平行簧片机构传动，且此两组平行簧片机构相互套装，此机构具有零刚度特性，在其行程范围内表现为恒定的势能和连续均衡性，同时在此机构中，平动板的运动轨迹与固定板处于同一平面，完全符合阿贝原则的要求，使得机构传动的阿贝误差为零，能够实现平动板相对于固定板的精密传动；本技术此机构能实现精密传动及精密测量等功能，此精密导向机构在运动过程中无机械摩擦，无间隙，无需润滑，运动灵敏度高，具有良好地稳定性，此精密导向机构能够广泛应用于精密制造、精密传动及精密测量等
附图说明图1是本技术的结构外形右侧视图；图2是本技术的结构外形左侧视图；图3是以平动板正下方的视角，对平动板底部的仰视图；图4是本技术机构的运动模型简图；图5是本技术的内侧平行簧片机构运动过程分析图；图6是本技术的外侧平行簧片机构运动过程分析图。附图标记说明如下：1、固定板；2a、右读数头；2b、左读数头；3、永磁体；4、电磁机构；5、平动板；6a、左固定板限位元件；6b、左平动板限位元件；6c、右平动板限位元件；6d、右固定板限位元件；7、测杆；8a、左外侧平行簧片；8b、右外侧平行簧片；9、传动转换板；10a、左内侧平行簧片；10b、右内侧平行簧片；11、接触杆安装座；12、螺钉；13、光栅尺；14、电磁机构安装架。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。本实施例提供精密导向机构(参见图1—图3)，包括“U”型的固定板1和平动板5，所述的“U”型的固定板1的横板上侧设置有永磁体3，永磁体3上设置有电磁机构4，所述的平动板5的底部通过电磁机构安装架14与电磁机构4连接，通过调节电磁机构4上电信号的大小，能够实现电磁机构4与永磁体3之作用力大小及方向的调整，一方面能实现平行簧片机构的重力平衡作用；另一方面可实现平动板5相对于固定板1的定位与锁紧；所述的平动板5的外侧表面上设置有测杆7，测杆7通过测杆安装座11与平动板5连接，测杆安装座11设置于平动板5上，通过测杆7能够将被测对象的运动或位移传递给平动板5，使得平动板5产生相对于固定板1的精密传动及导向；参见图1：所述的永磁体3的两侧的固定板1上对称设置有右读数头2a和左读数头2b，平动板5的底面上设置有光栅尺13组成位移检测装置，借此位移检测装置测量平动板5相对于固定板1的位移值，使用两个相同指标的右读数头2a和左读数头2b，能实现同步检测，可有效减小测量误差，提高导向机构的测量精度，使得导向机构的传动过程更加精确可控。所述的“U”型的固定板1两个纵板的外侧表面上分别垂直设置有左外侧平行簧片8a和右外侧平行簧片8b，左外侧平行簧片8a和右外侧平行簧片8b的另一端面与传动转换板9垂直设置，所述的平动板5的两侧边上垂直设置有左内侧平行簧片10a和右内侧平行簧片10b，左内侧平行簧片10a和右内侧平行簧片10b的另一端面与传动转换板9垂直设置，本技术借此两组相互套装的平行簧片机构，能实现平动板5相对于固定板1的一维精密传动及导向功能；左外侧平行簧片8a和右外侧平行簧片8b与左内侧平行簧片10a和右内侧平行簧片10b的结构、尺寸及使用方法完全相同，且两组平行簧片机构相互套装，其行程范围内表现为恒定的势能和运动连续均衡性；同时平动板5的运动轨迹与位移检测装置处在同一直线上，则此导向机构符合阿贝原则，机构的阿贝臂为零，因而阿贝误差为零，同时与其运动方向正交的坐标轴向上，误差累计为零，故此精密导向机构的运动精度及精确性高，实现平动板相对于固定板的一维精密传动。所述的“U”型的固定板1的纵向板顶部内侧分别设置有左固定板限位元件6a和右固定板限位元件6d，与左固定板限位元件6a和右固定板限位元件6d相对称的左内侧平行簧片10a和右内侧平行簧片10b上分别设置有左平动板限位元件6b和右平动板限位元件6c，当平动板5相对于固定板1的行程或作用力过大时，限位元件产生限位作用，同时控制计算机将接收到限位元件反馈的信号，通过控制系统调节系统的行程及作用力大小；所述的左本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种精密导向机构，其特征在于：包括“U”型的固定板（1）和平动板（5），所述的“U”型的固定板（1）的横板上侧设置有永磁体（3），永磁体（3）上设置有电磁机构（4），平动板（5）设置于电磁机构（4）上，所述的永磁体（3）的两侧的固定板（1）上对称设置有右读数头（2a）和左读数头（2b），所述的“U”型的固定板（1）两个纵板的外侧分别垂直设置有左外侧平行簧片（8a）和右外侧平行簧片（8b），左外侧平行簧片（8a）和右外侧平行簧片（8b）的另一端面与传动转换板（9）垂直设置，所述的平动板（5）的两侧边上垂直设置有左内侧平行簧片（10a）和右内侧平行簧片（10b），左内侧平行簧片（10a）和右内侧平行簧片（10b）的另一端面与传动转换板（9）垂直设置，所述的平动板（5）的外侧设置有测杆（7），平动板（5）的底面上设置有光栅尺（13）。

【技术特征摘要】
1.一种精密导向机构，其特征在于：包括“U”型的固定板（1）和平动板（5），所述的“U”型的固定板（1）的横板上侧设置有永磁体（3），永磁体（3）上设置有电磁机构（4），平动板（5）设置于电磁机构（4）上，所述的永磁体（3）的两侧的固定板（1）上对称设置有右读数头（2a）和左读数头（2b），所述的“U”型的固定板（1）两个纵板的外侧分别垂直设置有左外侧平行簧片（8a）和右外侧平行簧片（8b），左外侧平行簧片（8a）和右外侧平行簧片（8b）的另一端面与传动转换板（9）垂直设置，所述的平动板（5）的两侧边上垂直设置有左内侧平行簧片（10a）和右内侧平行簧片（10b），左内侧平行簧片（10a）和右内侧平行簧片（10b）的另一端面与传动转换板（9）垂直设置，所述的平动板（5）的外侧设置有测杆（7），平动板（5）的底面上设置有光栅尺（13）。2.根据权利要求1所述的一种精密导向机构，其特征在于：所述的“U”型的固定板（1）的纵向板顶部内侧分别设置有左固定板限位元件（6a）和右固定板限位元件（6d），与左...

【专利技术属性】
技术研发人员：强怀博，王洪喜，王丽，吴琼，侯志敏，王建华，
申请(专利权)人：西安工业大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61