一种电动型二维倾斜台制造技术

本实用新型专利技术提供了一种电动型二维倾斜台，其包括倾斜台底座、Y向倾斜驱动机构、关节球倾斜导向结构、消隙结构、X向倾斜驱动机构。本实用新型专利技术主要是采用关节球为偏摆支点和两套直线电机为驱动的直线位移传动机构，实现以关节球为支点的载物平台在三维空间中实现高分辨率的水平二维角度电动倾斜调整，彻底解决成像速度慢、调节效率低、人工手动调整劳动强度大的问题；从而利用了一种高精度电动二维倾斜台来实现白光干涉仪对光学器件和精密器件表面轮廓纳米级测量的要求。

An electric two-dimensional tilt table

【技术实现步骤摘要】
一种电动型二维倾斜台
本技术涉及精密测量领域，尤其涉及一款配合光学实现自动调节干涉条纹的电动型二维倾斜台。
技术介绍
在国内精密光学测量领域，对光学元件和各种精密器件的材料表面进行亚纳米级测量的检测要求越来越高，在使用白光干涉仪测量光学镜片和精密器件的表面粗糙度时，测量前为获得成像清淅的干涉条纹，需要自动调节被测器件的水平状态，为达到这种高要求水平状态，目前白光干涉仪中主要为手动二维调节水平倾角的倾斜台。手动型倾斜台采用手动调节水平倾角，费时费力，调节较慢，不能承受较大负载，因此需要设计一种提高检测效率，且调节细度极高，并能配合光学实现自动调节干涉条纹的电动型、高精度的二维倾斜台。手动型倾斜台：手动倾斜台分为四种类型，第一种是单方向叠加式的两层结构组成的两维分别调节倾角的、同时依靠人工手动调节旋转手轮以达到调节水平二维倾角的目的倾斜台；第二种是采用圆弧导轨叠加组成的手动型倾斜台；第三种是采用两轴不规则倾斜调节手动倾斜台；第四种是采用三层板搭建组成的结构，分别以两个钢珠为支点，分别通过两组微分筒调节中层板相对于底层板的倾斜角度、顶层板相对于中层板的倾斜角度的手动型倾斜台。现有技术方案的缺点：现有四种类型全为手动调节二维倾角，成像速度慢、效率低，测量强度大，测量成本高；第一种结构体积会较大，由于是叠加式结构，被测件倾斜角度和成像难以控制；第二种圆弧导轨精度不高，叠加后硬件高度较高，同时不能承受较大负载，被测件倾斜角度和成像难以控制；第三种两轴不规则为手动型；第四种结构稳定性会稍差，承受较大负载会不稳定，被测件被测点倾斜角度相对于相机视野容易波动，位置不定，对成像难以控制。
技术实现思路
本技术旨在解决一种高分辨率、二维的角度调整的倾斜台装置，此倾斜台装置不但可以实现二维的角度亚秒级调节和高精度定位，且可以实现自动调节倾斜角度，测量时不会产生漂移，具有极强的稳定性，同时减轻操作强度，节省成像调节时间，大大提高检测效率。本技术采用一套新倾斜台结构；在白光干涉仪进行样品测量时，以提高成像速度，提高测量效率，降低测量成本，同时完成技术升级，并达到更高的精密测量要求。为了解决现有技术中问题，本技术提供了一种电动型二维倾斜台，其包括倾斜台底座、Y向倾斜驱动机构、关节球倾斜导向结构、消隙结构、X向倾斜驱动机构；所述的X向倾斜驱动机构与Y向倾斜驱动机构的结构组成相同；通过倾斜台底座承载电动型二维倾斜台所有零件的连接及机构的运动；所述的关节球倾斜导向结构组成中；下球形座为一内凹局部球形状，固定在倾斜台底座上；上球形座为一外凸局部球形状，上、下球形座的球径相同，上球形座放置在下球形座内，形成了以圆球的球心为旋转中心点，进行二维偏摆的关节球倾斜导向结构；Y向倾斜驱动机构与上球形座之间通过连接杆铰链连接，Y向倾斜驱动机构运动则带动关节球倾斜导向结构产生角度的倾斜；所述X向倾斜驱动机构与所述Y向倾斜驱动机构呈正交分布安装，X向倾斜驱动机构实现关节球倾斜导向结构X向的倾斜运动；通过所述消隙结构消除所述的X向倾斜驱动机构与Y向倾斜驱动机构的运动间隙，保证上球形座偏摆的柔顺性。作为本技术的进一步改进，还包括平台固定板、导向限位块、导向杆、导向块、摆杆、支撑圈、平移板、导向圆板、支撑座；所述摆杆与所述下球形座连接固定，所述导向圆板与所述上球形座连接固定，所述支撑座与所述导向圆板固定，所述平台固定板与所述支撑座连接固定；水平面中，平行于导向块所在平面的方向为X向，垂直于导向块所在平面的方向为Y向，在X方向中，导向圆板固定在上球形座上，两个导向块固定支撑圈的两侧，两个导向限位块固定在导向块的上方，平移板放置在支撑圈上面，平移板被两个导向块和导向限位块分别限制Y、Z向两个自由度，当X向倾斜驱动机构使关节球中的上球形座、导向圆板、支撑座、平台固定板同时或左或右摆动时，便带动固定在平移板两侧的导向杆使平移板也或左或右的跟随移动，以保证上球形座、导向圆板、支撑座、平台固定板四者不会出现水平旋转运动，只会绕着关节球的圆心摆动，同时保证安装在平台固定板上的载物台在X方向中左右倾斜运动；在Y方向中，平移板的径向两侧固定有两个导向杆，导向圆板上有两个导向槽，两个导向杆分别与导向圆板的导向槽配合，导向圆板通过导向杆在Y、Z向移动，同时导向圆板被平移板两侧的导向杆限制了X方向的自由度，使上球形座、导向圆板、支撑座、平台固定板四者绕着关节球的圆心摆动。作为本技术的进一步改进，所述的倾斜台底座组成中，底板为承载所有零件安装与配合的基体，底板的四角分别与四个模块固定板通过螺钉连接，支撑圈通过定位销定位固定在底板上部，罩壳由螺钉固定在底板的下方。作为本技术的进一步改进，所述的倾斜台底座设有模块盖板，所述模块盖板为外观装饰零件，固定在四个模块固定板的上面，各零件相互连接固定形成一个坚固的底座台。作为本技术的进一步改进，所述Y向倾斜驱动机构组成中，支座固定在底板下部；轴承座固定在支座内部；电机定向板固定在支座内；在轴承座的端部，电机本体固定在支座上，电机的轴为螺纹型丝杆，穿过双衬直线轴承与推杆连接固定，微小型直线导轨固定在导轨固定板上，推杆连接块固定在直线导轨的滑块连接板上，导轨固定板紧固在倾斜台底座的底板上，然后推杆连接块与推杆通过紧定螺钉固定；摆杆固定在上球形座的底部，小球座固定在摆杆侧面，推杆和小球座之间通过连接杆连接形成封闭式旋转支点，在支点的上下两面有球铰盖板和球铰压片固定在连接杆上，使推杆上的球头和小球座上的球头与连接杆中的圆柱孔配合形成铰链结构；球绞压片固定后两端具有弹性，对两个球头与连接杆相连时进行弹性压紧，以消除铰链内部的间隙；限位感应片固定在推杆连接块的侧面，两个光电开关连同两个开关固定块一起固定在底板上。作为本技术的进一步改进，所述的消隙结构组成中，分别设置了三组消隙结构：X向消隙结构、Y向消隙结构和45度消隙结构，其中X、Y两组消隙结构完全相同，在X、Y两组消隙结构中，两个挂钩分别固定在支座和摆杆上，两个挂钩的中间分别挂有第一拉伸弹簧，45度消隙结构中，在底板上固定一拉簧固定板，两个挂钩分别固定在摆杆和拉簧固定板上，第二拉伸弹簧挂在两个挂钩上，其设计位置在X、Y向倾斜驱动机构的45度位置上呈现斜线布置。本技术的有益效果是：本技术主要是采用关节球为偏摆支点和两套直线电机为驱动的直线位移传动机构，实现以关节球为支点的载物平台在三维空间中实现高分辨率的水平二维角度电动倾斜调整，彻底解决成像速度慢、调节效率低、人工手动调整劳动强度大的问题；从而利用了一种高精度电动二维倾斜台来实现白光干涉仪对光学器件和精密器件表面轮廓纳米级测量的要求。以关节球球心为倾斜支点的结构方式，当角度倾斜时可保持被测件表面始终在成像焦距附近，便于白光干涉仪提高测量效率；在XY二维体系中，分别以直线位移传动机构联接球头为支点的旋转铰链型连杆连接结构和二维导向结构、拉伸弹簧为消隙元件、驱动关节球连同载物台同时或分别实现二维倾斜运本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动型二维倾斜台，其特征在于：其包括倾斜台底座(101)、Y向倾斜驱动机构(102)、关节球倾斜导向结构(103)、消隙结构(104)、X向倾斜驱动机构(105)；所述的X向倾斜驱动机构(105)与Y向倾斜驱动机构(102)的结构组成相同；通过倾斜台底座(101)承载电动型二维倾斜台所有零件的连接及机构的运动；所述的关节球倾斜导向结构(103)组成中；下球形座(27)为一内凹局部球形状，固定在倾斜台底座(101)上；上球形座(5)为一外凸局部球形状，上、下球形座的球径相同，上球形座(5)放置在下球形座(27)内，形成了以圆球的球心为旋转中心点，进行二维偏摆的关节球倾斜导向结构；Y向倾斜驱动机构(102)与上球形座(5)之间通过连接杆铰链连接，Y向倾斜驱动机构(102)运动则带动关节球倾斜导向结构(103)产生角度的倾斜；所述X向倾斜驱动机构(105)与所述Y向倾斜驱动机构(102)呈正交分布安装，X向倾斜驱动机构实现关节球倾斜导向结构(103)X向的倾斜运动；通过所述消隙结构(104)消除所述的X向倾斜驱动机构(105)与Y向倾斜驱动机构(102)的运动间隙，保证上球形座(5)偏摆的柔顺性。/n...

【技术特征摘要】
1.一种电动型二维倾斜台，其特征在于：其包括倾斜台底座(101)、Y向倾斜驱动机构(102)、关节球倾斜导向结构(103)、消隙结构(104)、X向倾斜驱动机构(105)；所述的X向倾斜驱动机构(105)与Y向倾斜驱动机构(102)的结构组成相同；通过倾斜台底座(101)承载电动型二维倾斜台所有零件的连接及机构的运动；所述的关节球倾斜导向结构(103)组成中；下球形座(27)为一内凹局部球形状，固定在倾斜台底座(101)上；上球形座(5)为一外凸局部球形状，上、下球形座的球径相同，上球形座(5)放置在下球形座(27)内，形成了以圆球的球心为旋转中心点，进行二维偏摆的关节球倾斜导向结构；Y向倾斜驱动机构(102)与上球形座(5)之间通过连接杆铰链连接，Y向倾斜驱动机构(102)运动则带动关节球倾斜导向结构(103)产生角度的倾斜；所述X向倾斜驱动机构(105)与所述Y向倾斜驱动机构(102)呈正交分布安装，X向倾斜驱动机构实现关节球倾斜导向结构(103)X向的倾斜运动；通过所述消隙结构(104)消除所述的X向倾斜驱动机构(105)与Y向倾斜驱动机构(102)的运动间隙，保证上球形座(5)偏摆的柔顺性。


2.根据权利要求1所述的一种电动型二维倾斜台，其特征在于：
还包括平台固定板(1)、导向限位块(3)、导向杆(4)、导向块(7)、摆杆(17)、支撑圈(26)、平移板(28)、导向圆板(29)、支撑座(30)；
所述摆杆(17)与所述下球形座(27)连接固定，所述导向圆板(29)与所述上球形座(5)连接固定，所述支撑座(30)与所述导向圆板(29)固定，所述平台固定板(1)与所述支撑座(30)连接固定；
水平面中，平行于导向块所在平面的方向为X向，垂直于导向块所在平面的方向为Y向，在X方向中，导向圆板(29)固定在上球形座(5)上，两个导向块(7)固定支撑圈(26)的两侧，两个导向限位块(3)固定在导向块(7)的上方，平移板(28)放置在支撑圈(26)上面，平移板(28)被两个导向块(7)和导向限位块(3)分别限制Y、Z向两个自由度，当X向倾斜驱动机构(105)使关节球中的上球形座(5)、导向圆板(29)、支撑座(30)、平台固定板(1)同时或左或右摆动时，便带动固定在平移板(28)两侧的导向杆(4)使平移板(28)也或左或右的跟随移动，以保证上球形座(5)、导向圆板(29)、支撑座(30)、平台固定板(1)四者不会出现水平旋转运动，只会绕着关节球的圆心摆动，同时保证安装在平台固定板(1)上的载物台在X方向中左右倾斜运动；
在Y方向中，平移板(28)的径向两侧固定有两个导向杆(4)，导向圆板(29)上有两个导向槽，两个导向杆(4)分别与导向圆板(29)的导向槽配合，导向圆板(29)通过导向杆(4)在Y、Z向移动，同时...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐爱文，
申请(专利权)人：深圳市中图仪器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44