一种基于柔性铰链的高精度升降平台制造技术

本发明专利技术公开了一种基于柔性铰链的高精度升降平台，包括用于承载其余各两件的主体支撑座，所述支撑座两侧设有用于提供导向的导轨，所述支撑座两侧设有导轨板，所述两侧的导轨与两侧的导轨板通过螺栓固定，所述支撑座一端还设有导轨板连接件；所述支撑座内部中心位置设有滚珠丝杠和螺母转接件，所述滚珠丝杠穿过螺母转接件，所述滚珠丝杠处于两侧导轨的几何中心，驱动力方向与导轨运动几何中重合；所述导轨板外侧还设有为方便后期调试过程中台面找平提供调整点的台面转接块。本发明专利技术通过柔性铰链结构解决多导轨冗余定位，将其应用于升降台，减小升降台对于不同中心位置负载的偏摆、俯仰值，提高其负载能力；有效提高升降台直线度。

A High Precision Lifting Platform Based on Flexible Hinge

The invention discloses a high-precision lifting platform based on flexible hinges, which comprises a main support seat for carrying the remaining two pieces. The support seat is provided with guide rails on both sides, and the guide rails on both sides are fixed by bolts. The support seat is also provided with a guide plate connector at one end. The inner central position is provided with a ball screw and a nut adapter, the ball screw passes through the nut adapter, the ball screw is in the geometric center of the guide rails on both sides, the driving force direction coincides with the motion geometry of the guide rails, and the outer side of the guide rail plate is also provided with a table adapter block to provide adjustment points for the leveling of the platform during the later debugging process. The invention solves the redundant positioning of multi-guideway by flexible hinge structure, applies it to the lifting platform, reduces the sway and pitch value of the lifting platform for load at different central positions, improves its load capacity, and effectively improves the straightness of the lifting platform.

【技术实现步骤摘要】
一种基于柔性铰链的高精度升降平台
本专利技术涉及摆放机构，尤其涉及一种基于柔性铰链的柔性动态耦合连接固定的微米定位平台。
技术介绍
微米定位平台主要用于实现微米或亚微米级定位，主要应用于精密测量与检测、精密装配、精密光学设备、半导体设备等高新技术行业。精密测量和检测技术被认为是下一代半导体芯片制造技术和大规模存储器制造技术必须突破的技术瓶颈。此外，精密加工机床的精度和稳定性也受到精密位移平台的技术水平，因此，精密位移定位已经成为各种超精密测量、加工和检测设备中的关键技术和核心部件。现有微米升降台主要分为楔形结构与直推结构，楔形结构升降台可在一定程度上提高平台分辨率与精度，但行程较小；直推结构升降台主要采用丝杠传动，导向部件偏置布置或对称布置，可实现大行程定位，但在使用过程中由于负载重心无法与平台承载中心完全重合，导不同负载中心情况下，平台俯仰、滚转、偏摆指标都会受到影响。现有技术有以下缺点：1、传动轴心不处于导向几何中心，由于在平台上升与下降过程中，台面所受力矩方向相反，降低平台参数指标；2、负载所处位置不同，对偏转俯仰有不同影响，负载中心距支撑中心越远，则平台俯仰、偏摆越大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种基于柔性铰链的柔性动态耦合连接固定的微米定位平台，设计冗余导向机构，使传动机构位于导向机构几何中心，利用铰链的柔性连接，消除冗余导向中应力变形。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种基于柔性铰链的高精度升降平台，包括用于承载其余各两件的主体支撑座，所述支撑座两侧设有用于提供导向的导轨，所述支撑座与导轨的固定端通过螺栓固定，所述支撑座两侧设有导轨板，所述两侧的导轨与两侧的导轨板通过螺栓固定，导轨板之间和导轨之间两两对称围成矩形，所述支撑座一端还设有导轨板连接件，所述导轨板连接件垂直于导轨板，并与导轨板通过螺栓进行连接；所述支撑座内部中心位置设有滚珠丝杠和螺母转接件，所述滚珠丝杠穿过螺母转接件，并在尾端设置轴承与其相连，所述螺母转接件两端与两侧的导轨板连接件相连，所述滚珠丝杠处于两侧导轨的几何中心，驱动力方向与导轨运动几何中重合；所述导轨板外侧还设有为方便后期调试过程中台面找平提供调整点的台面转接块，所述台面转接块外侧与台面相连。优选的，所述导轨板连接件与支撑座接触的位置设有行程限位块，所述行程限位块与导轨板连接件滑动连接。优选的，所述的导轨板分为左侧导轨板和右侧导轨板，所述左侧导轨板和右侧导轨板相互对称设置在支撑座两侧；所述导轨板连接件也为对称设置，并且分别与左侧导轨板和右侧导轨板相连。优选的，所述导轨为宽幅交叉滚柱导轨，并且两套为一组对称设置，其中一套与左侧导轨板、主体支撑座通过螺钉连接，另一套与右侧导轨板、主体支撑座通过螺钉连接。优选的，所述螺母转接件的两端设为柔性铰链部分，并在几何中心安装有丝杠螺母；所述导轨板连接件的两端均也为柔性铰链部分，所述螺母转接件和导轨板连接件的结构相同，所述螺母转接件的尺寸大于导轨板连接件的尺寸。优选的，所述滚珠丝杠由丝杠轴和丝杠螺母构成，所述丝杠螺母和丝杠轴配合，所述丝杠轴下端安装在轴承内，所述丝杠螺母安装在螺母转接件中心。与现有技术相比，本专利技术一种基于柔性铰链的高精度升降平台具有以下突出的有益效果：本专利技术的效果是：为提高直线度及平坦度，采用双导轨的布置，存在过定位，如果两侧导轨使用刚性连接，存在不稳定应力，两侧交叉滚柱导轨较劲现象，采用带有如图中所示柔性铰链结构之后，连接件可发生一定量变形，自适应两侧导轨在水平方向的位置偏差，同时该柔性交联结构不损失在竖直方向的刚度，能够很好的保证负载能力，减小升降台对于不同中心位置负载的偏摆、俯仰值。附图说明图1是现有技术中的丝杠传动和导向偏置结构；图2是本专利技术的内部结构的半剖立体图；图3是本专利技术的外部结构的半剖立体图；图4是本专利技术的螺母转接件的立体图；图5是本专利技术的导轨板连接件的立体图；图6是本专利技术的导轨结构示意图。其中，1-主体支撑座，2-左侧导轨板，3-导轨板连接件，4-螺母转接件，5-导轨，6-右侧导轨板，7-丝杠螺母，8-丝杠轴，9-台面，10-台面转接块，11-导轨板连接件，12-螺栓沉头，13-轴承，14-行程限位块，15-柔性铰链部分。具体实施方式下面将结合附图和实施例，对本专利技术的一种基于柔性铰链的高精度升降平台作进一步详细说明。下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。此外，在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本专利技术专利提供一种基于柔性铰链的柔性动态耦合连接固定的微米定位平台，包括用于承载其余各两件的主体支撑座1，所述主体支撑座1与导轨5的固定端通过螺栓固定，所述导轨5的移动端与左侧导轨板2、右侧导轨板6通过螺栓固定，所述左侧导轨板2、右侧导轨板6均与导轨板连接件(3、11)通过螺栓进行连接，所述导轨板与螺母转接件4固连，所述螺母转接件4与丝杠螺母7连接，所述丝杠螺母7与丝杠轴8配合。该结构通过丝杠螺母7、丝杠轴8提供动力，两侧导轨5提供导向。一副导轨5即可限制五个自由度，使导轨板沿竖直方向运动，但运动过程中由于单副导轨5间存在接触间隙，产生小幅度的不平行，增加一副导轨5，将左侧导轨板2与后侧导轨板6相连，通过多副导轨5相互限制，可提高两副导轨5的运动平行度，但将出现冗余配合，因此导轨板连接件(3、11)采用柔性铰链的方式进行设计，通过所属导轨板连接件(3、11)铰链的变形保证两侧导轨板依然保持各自的平行运动精度。滚珠丝杠7、8处于两侧导轨5的几何中心，驱动力方向与导轨5运动几何中重合，同时螺母转接件4同样采用柔性铰链结构，通过自身变形够确保驱动力与导向方向一致，避免出现较劲现象。具体实施方式：内部如图3所示，包括主体支撑座1，用于承载其余各两件，所述主体支撑座1与导轨5中固定端通过螺栓固定，所述导轨5移动端与左侧导轨板2、右侧导轨板6通过螺栓固定，所述左侧导轨板2、右侧导轨板6均与导轨板连接件(3、11)通过螺栓进行连接，所述导轨连板3与螺母转接件4固连，所述螺母转接件4与丝杠螺母7连接，所述丝杠螺母7与丝杠轴8配合。外部如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于柔性铰链的高精度升降平台，其特征在于:包括用于承载其余各两件的主体支撑座(1)，所述主体支撑座(1)两侧设有用于提供导向的导轨(5)，所述主体支撑座(1)与导轨(5)的固定端通过螺栓固定，所述主体支撑座(1)两侧设有导轨板，所述两侧的导轨(5)与两侧的导轨板通过螺栓固定，导轨板之间和导轨(5)之间两两对称围成矩形，所述主体支撑座(1)一端还设有导轨板连接件(3、11)，所述导轨板连接件(3、11)垂直于导轨板，并与导轨板通过螺栓进行连接；所述主体支撑座(1)内部中心位置设有滚珠丝杠和螺母转接件(4)，所述滚珠丝杠穿过螺母转接件(4)，并在尾端设置轴承(13)与其相连，所述螺母转接件(4)两端与两侧的导轨板连接件(3、11)相连，所述滚珠丝杠处于两侧导轨(5)的几何中心，驱动力方向与导轨(5)运动几何中重合；所述导轨板外侧还设有为方便后期调试过程中台面(9)找平提供调整点的台面转接块(10)，所述台面转接块(10)外侧与台面(9)相连。

【技术特征摘要】
1.一种基于柔性铰链的高精度升降平台，其特征在于:包括用于承载其余各两件的主体支撑座(1)，所述主体支撑座(1)两侧设有用于提供导向的导轨(5)，所述主体支撑座(1)与导轨(5)的固定端通过螺栓固定，所述主体支撑座(1)两侧设有导轨板，所述两侧的导轨(5)与两侧的导轨板通过螺栓固定，导轨板之间和导轨(5)之间两两对称围成矩形，所述主体支撑座(1)一端还设有导轨板连接件(3、11)，所述导轨板连接件(3、11)垂直于导轨板，并与导轨板通过螺栓进行连接；所述主体支撑座(1)内部中心位置设有滚珠丝杠和螺母转接件(4)，所述滚珠丝杠穿过螺母转接件(4)，并在尾端设置轴承(13)与其相连，所述螺母转接件(4)两端与两侧的导轨板连接件(3、11)相连，所述滚珠丝杠处于两侧导轨(5)的几何中心，驱动力方向与导轨(5)运动几何中重合；所述导轨板外侧还设有为方便后期调试过程中台面(9)找平提供调整点的台面转接块(10)，所述台面转接块(10)外侧与台面(9)相连。2.根据权利要求1所述的一种基于柔性铰链的高精度升降平台，其特征在于：所述导轨板连接件(3、11)与主体支撑座(1)接触的位置设有行程限位块(14)，所述行程限位块(14)与导轨板连接件(3、11)滑动连接。3.根据权利要求1所述的一种基于柔性铰链的高...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾静，高智伟，
申请(专利权)人：三英精控天津仪器设备有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12