多自由度精密光学测量载物平台制造技术

本实用新型专利技术涉及一种多自由度精密光学测量载物平台。它由一个水平方向平移机构上安置一个垂直方向滑移机构，而垂直方向滑移机构上再安装一个旋转工作台构成，在所述的旋转工作台上安装上一个双向可调倾斜度的工件安置台。本实用新型专利技术提高测量工件的可调自由度，提高测量精度，适用于大面积重量重的工件的测量。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
多自由度精密光学测量载物平台
本技术涉及一种光学测量用平台，特别是一种多自由度精密光学测量载物平台。
技术介绍
在光学测量中，为了获取工件的不同位置的测量值，一种方式是移动光学测量镜组，一种方式是移动被测量工件。前一种方式往往会增加光学测量系统的复杂程度，影响最终的测量精度，一般应用于小面积工件的测量；后一种方式移动载物平台独立于光学测量系统，可有效降低光学系统的复杂程度，但载物平台在运动的任何变动都会直接影响测量精度，一般应用于大面积工件的测量。现有技术中的移动载物平台有一种较为完整的结构是由一个水平方向平移机构上安置一个垂直方向滑移机构，而垂直方向滑移机构上再安装一个旋转工作台构成。这种平台可移调整工件的位置和方位(X、Y、Z方向和方位角)，但不能调整工件的姿态(倾斜度)。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种多自由度精密光学测量载物平台，在测量过程中，可调整工件的位置、方位和姿态，便于测量并提高测量精度。为达到上述目的，本技术采用下述技术方案：一种多自由度精密光学测量载物平台，由一个水平方向平移机构上安置一个垂直方向滑移机构，而垂直方向滑移机构上再安装一个旋转工作台构成，其特征在于在所述的旋转工作台上安装一个双向可调倾斜度的工件安置台。上述的工件安置台的结构是：在一块安置于旋转工作台上的安装底板上，叠置安装一块承载面板，该两块板之间在中部由1-4根拉簧实现弹性支撑，在一边角处，由一个钢球与两块板上的球面形凹坑匹配实现双向摆动支撑，在其余3个边角处各由一根调位螺钉与承载面板上的螺孔旋配而下端支撑于安装底板上。上述的水平方向平移机构的结构是：一块安装底板上平行固定两根直线导-->轨，安装底板左右两端分别固定左、右安装板，一根精密丝杆由左、右两个轴承座中的轴承支承而安装在两根直线导轨之间并与之平行，精密丝杆的左端伸出左安装而连接一个测微鼓轮；一块面板的两侧与两根直线导轨滑配，中部固定连接螺母，螺母与精密丝杆旋配。上述的水平方向平移机构中的精密丝杆与螺母的旋配设有消隙机构，其结构是：螺母为左右两个相对的螺母与精密丝杆旋配，该两螺母的相对面均为斜面，其间有一块间隙调整锲块与两螺母的斜面滑配，两螺母和锲块均通过螺钉与面板连接，间隙调整锲块有腰形孔使精密丝杆穿过。上述的垂直方向滑移平台的结构是：一块垂直安装底板的上下端分别固定连接上下安装板，通过下安装板将垂直安装底板垂直固定安装在水平方向平移机构的面板上；垂直安装底板上平行固定两根垂直直线导轨，一根垂直精密丝杆由上、下两个轴承座中的轴承支承而安装在两根垂直直线导轨之间并与之平行，垂直精密丝杆的上端伸出上安装板而连接一个测微鼓轮；一块垂直面板的两侧与两根垂直直线导轨滑配，中部固定连接螺母，螺母与垂直精密丝杆旋配。上述的垂直方向滑移机构中的垂直精密丝杆与螺母的旋配设有消隙机构，其结构是：螺母为上下两个相对的螺母与垂直精密丝杆旋配，该两螺母的相对面均为斜面，其间有一块间隙调整锲块与两螺母的斜面滑配，两螺母和锲块均通过螺钉与垂直面板连接，间隙调整锲块有腰形孔使垂直精密丝杆穿过。上述的旋转工作台的结构是：在一个与垂直方向滑移平台的垂直面板固定连接的基座中，通过上下两圈承载滚珠支承一个蜗轮，蜗轮轴上端固定连接一个安置工件安置台的承载台；蜗轮与一根蜗杆啮合，蜗杆通过前后支撑轴承支承于基座一侧内，而其一端从基座伸出。本技术与现有技术相比较，具有如下显而易见的特点和优点。本技术中采用了一个双向可调倾斜度的工件安置台与原有的可调位置和方位的平台相结合，达到即可调位置和方位，又可调工件姿态(倾斜度)。在水平方向平移机构和垂直方向滑移机构中均采用消隙机构，从而提高移动调整精度，提高测量精度。本技术结构合理紧凑，有五个可调的自由度，最大承载能力可达25kg，最小分辨率为0.01mm，适用于大面积重量重的工件的测量。附图说明-->图1是本技术一个实施例的结构示意图。图2是图1示例中工件安置台的结构示意图。图3是图2的俯视图。图4是图3中A-A处的剖视图。图5是图3中B-B处的剖视图。图6是图1示例中水平方向平移机构的结构示意图。图7是图6的俯视图。图8是图7中C-C处的剖视图。图9是图1示例中垂直方向滑移机构的结构示意图。图10是图9的右视图。图11是图10中D-D处的剖视图。图12是图1示例中的旋转工作台的结构示意图。图13是图12中E-E处的剖视图。具体实施方式本技术的一个优选实施例详细说明如下：参见图1，本多自由度精密光学测量载物平台包括4个组成部分，即(1)水平方向平移机构1，(2)垂直方向平移机构2，(3)旋转工作台4，(4)双向可调倾斜度的工件安置台5。参见图2、图3、图4和图5，双向可调倾斜度的工件安置台5包括：安装底板37、支撑钢球38、承载面板39、微调螺纹副40、连接弹簧41。该部件通过螺栓安装在旋转工作台部件4的承载台29上。支撑钢球38夹在安装底板37和承载面板39之间，分别与安装底板37、承载面板39实现球面接触；安装底板37和承载面板39由四组连接弹簧41相连接，从而实现安装底板37和承载面板39的球铰连接；三组微调螺纹副40的固定螺母安装在承载面板39上，测微螺杆顶紧在安装底板37上；手动旋转微调螺纹副40的螺杆，改变螺杆的伸出长度，从而改变安装底板37和承载面板39之间的距离，由于弹簧41及支撑钢球38的联合作用，使承载面板39相对于安装底板实现微小角度的倾斜，分别调节安装在承载面板39上的-->三个螺纹副可以实现承载面板相对于安装底板的x向及y向的微小角度的倾斜。为高倾斜台的承载能力，与支撑钢球38对角的微调螺纹副40最终也承受一定的重力，即微调好后该螺纹副的螺杆是紧顶着安装底板的。参见图6、图7、图8，水平方向平移机构1包括：测微鼓轮7、左右安装板8、面板9、直线导轨10、安装底板11、精密丝杠12、右螺母13、间隙调整锲块14、左螺母15、轴承座16。该机构是整个载物平台的基础和支撑。测微鼓轮7的旋转轴通过键与精密丝杠12固连，测微鼓轮7的刻度盘通过螺栓固定在左右安装板8上，手动驱动测微鼓轮7的旋转轴就可以驱动精密丝杠12；左右安装板8通过螺栓固定在安装底板11上；面板9通过螺栓与直线导轨10的滑座相连；直线导轨10通过螺栓固定在安装底板11上、精密丝杠12支撑在轴承座16上，左右两端各有一个轴承座，精密丝杠12可以做相对于轴承座的旋转运动，精密丝杠12上啮合有左右螺母13、15，左右螺母13、15通过螺栓与面板9固连；间隙调整锲块14空套在丝杠12上，位于左右螺母13、15之间，通过螺栓与面板9固连；轴承座16通过螺栓固定在安装底板11上，用于支撑精密丝杠12。手动旋转测微鼓轮手柄使精密丝杠做旋转运动，通过丝杠螺母副将丝杠的旋转运动转变为螺母的直线运动，从而使与螺母固连的面板在直线导轨上做直线运动。通过调整间隙调整锲块与面板之间的间隙，利用锲块的斜锲作用消除左右螺母与丝杠之间的啮合间隙，从而消除正反向旋转丝杠时面板运动出现的空行程。参见图1、图9、图10和图11，垂直方向滑移机构2包括：测微鼓轮17、上下安装板18、垂直面板19、垂直直线导轨20、垂直安装底板21、垂直精本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多自由度精密光学测量载物平台，由一个水平方向平移机构（１）上安置一个垂直方向滑移机构（２），而垂直方向滑移机构上再安装一个旋转工作台（４）构成，其特征在于在所述的旋转工作台（４）上安装一个双向可调倾斜度的工件安置台（５）。

【技术特征摘要】
1.一种多自由度精密光学测量载物平台，由一个水平方向平移机构(1)上安置一个垂直方向滑移机构(2)，而垂直方向滑移机构上再安装一个旋转工作台(4)构成，其特征在于在所述的旋转工作台(4)上安装一个双向可调倾斜度的工件安置台(5)。2.根据权利要求1所述的多自由度精密光学测量载物平台，其特征在于工件安置台(5)的结构是：在一块安置于旋转工作台(4)上的安装底板(37)上，叠置安装一块承载面板(39)，该两块板(37、39)之间，在中部由1-4根拉簧(41)实现弹性支撑，在一边角处，由一个钢球(38)与两块板(37、39)上的球面形凹坑匹配实现双向摆动支撑，在其余3个边角处各由一根调位螺钉(40)与承载面板(39)上的螺孔旋配而下端支撑于安装底板(37)上。3.根据权利要求1所述的多自由度精密测量载物平台，其特征在于水平方向平移机构(1)的结构是：一块安装底板(11)上平行固定两根直线导轨(10)，安装底板(11)左右两端分别固定左、右安装板(8)，一根精密丝杆(12)由左、右两个轴承座(16)中的轴承支承而安装在两根直线导轨(10)之间并与之平行，精密丝杆(12)的左端伸出左安装板(8)而连接一个测微鼓轮(7)；一块面板(9)的两侧与两根直线导轨(10)滑配，中部固定连接螺母，螺母与精密丝杆(12)旋配。4.根据权利要求3所述的多自由度精密光学测量载物平台，其特征在于水平方向平移机构(1)中的精密丝杆(12)与螺母的旋配设有消隙机构，其结构是：螺母为左右两个相对的螺母(15、13)与精密丝杆(12)旋配，该两螺母(15、13)的相对面均为斜面，其间有一块间隙调整锲块(14)与两螺母(15、13)的斜面滑配，两螺母(15、13)和锲块(14)均通过螺钉与面板(9)连接，间隙调整...

【专利技术属性】
技术研发人员：于瀛洁，郭红卫，陈明仪，孙流星，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]