一种精密升降结构制造技术

本发明专利技术属于精密传动技术领域，具体是一种精密升降结构，包括承载台板，承载台板的顶部一侧通过驱动机构安装板固定设置水平驱动机构，承载台板的上方设有下直角三角座，下直角三角座上部设有承载斜板，下直角三角座内设置可调节顶升组件，且下直角三角座上安装有精密调节组件，下直角三角座的上方设有上直角三角座，承载台板顶部设置Z轴导向组件，下直角三角座的正面固定设置控制面板；本发明专利技术通过楔形斜面结构使横向平移运动转换为竖向Z轴运动来提高Z轴需求精度，实现Z轴竖直方向

【技术实现步骤摘要】
一种精密升降结构


[0001]本专利技术涉及精密传动
，具体是一种精密升降结构。

技术介绍

[0002]在高端探针设备中，Z轴精度对整个设备的使用而言非常重要，其关系到坐标系标定和探针测试时的接触负重，需要高重复定位精度，Z轴运动时需要使用到升降结构，目前主要通过两种方案来实现Z轴运动，第一种方案通过使用高精密伺服+滚珠螺杆来进行，第二种方案通过使用直线电机来进行，但在实际的使用过程中，此两种方案还存在以下问题：针对第一种方案而言，高精密伺服+滚珠螺杆的国产组合普遍精度不够，不能满足
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2um的重复定位精度的要求，只能采购进口产品，价格高且限购，难以满足量产需求，针对第二种方案而言，直线电机方案的精度虽然能够达到要求，但是因为直线电机的驱动方式是直驱，中间没有任何传导装置，在出现掉电（瞬停）或者负载过重的情况时会出现轴滑落而导致定位偏移，难以保证升降结构的持续顺利运行；针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种精密升降结构，解决了现有高精密伺服+滚珠螺杆的方案存在精度不够，难以满足
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2um重复定位精度的要求，进口产品设备价格高且难以满足量产需求，且直线电机的直驱方案在出现掉电或负载过重时会出现轴滑落而导致定位偏移的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种精密升降结构，包括承载台板，所述承载台板的顶部一侧通过螺栓固定设置驱动机构安装板，且驱动机构安装板的一侧固定设置水平驱动机构，所述承载台板的顶部固定设置沿X向延伸的水平滑轨，所述承载台板的上方设有下直角三角座，且水平驱动机构作用于下直角三角座，所述下直角三角座的底部固定设置下滑块，且下滑块与水平滑轨滑动连接；所述下直角三角座上部设有承载斜板，且承载斜板朝远离驱动机构安装板的方向向下倾斜并与下直角三角座相铰接，所述下直角三角座内固定设置与承载斜板相连的可调节顶升组件，且下直角三角座上安装有作用于可调节顶升组件的精密调节组件；所述下直角三角座的上方设有上直角三角座，所述上直角三角座的下方为斜面且斜面朝远离驱动机构安装板的方向向下倾斜并压住下直角三角座上的承载斜板，所述上直角三角座的顶部固定设置顶升板，所述承载台板远离驱动机构安装板的一侧顶部固定设置Z轴导向组件，且Z轴导向组件作用于顶升板；所述下直角三角座的底边与承载斜板之间的夹角为a，在升降状态过程中，下直角三角座的水平方向运动距离为L1，上直角三角座的Z轴方向运动距离为L0，tan∠a=L0/L1；所述下直角三角座的正面固定设置控制面板，且控制面板包括处理器、Z轴运动检测模块、精度影响因素分析模块、数据存储模块和预警显示模块，且处理器通信连接Z轴运
动检测模块、精度影响因素分析模块、数据存储模块以及预警显示模块；Z轴运动检测模块对上直角三角座的Z轴运动信息进行检测分析，基于检测分析结果生成Z轴运动合格信号或Z轴运动不合格信号，将Z轴运动合格信号或Z轴运动不合格信号发送至处理器；处理器接收到Z轴运动不合格信号后生成影响分析信号，将影响分析信号发送至精度影响因素分析模块，精度影响分析模块在接收到影响分析信号后进行影响因素分析，基于影响因素分析结果生成降速信号、润滑信号或调角信号，且将降速信号、润滑信号或调角信号发送至处理器。
[0005]所述可调节顶升组件包括与承载斜板活动连接的顶升调节柱和通过轴承转动安装在下直角三角座内底壁的竖向螺柱，所述竖向螺柱通过精密调节组件驱动，顶升调节柱内开设有开口朝下的螺纹槽，且竖向螺柱通过螺纹槽与顶升调节柱螺纹连接，所述顶升调节柱靠近顶端的外周面固定设置滑杆，且滑杆的另一端与下直角三角座的内壁滑动连接。
[0006]所述精密调节组件包括通过轴承转动安装在下直角三角座上的主旋转杆和辅助旋转杆，所述主旋转杆位于下直角三角座外侧的一端固定设置粗调旋转钮，且主旋转杆位于下直角三角座内的一端固定设置第二锥齿轮和粗调齿轮，所述辅助旋转杆位于下直角三角座外侧的一端固定设置微调旋转钮，且辅助旋转杆位于下直角三角座内的一端固定设置微调齿轮；所述竖向螺柱靠近底端的外周面固定设置第一锥齿轮，且第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合传动连接，所述微调齿轮与粗调齿轮啮合传动连接，且粗调齿轮的直径大于微调齿轮的直径，粗调旋转钮和微调旋转钮的外周面均设有耐磨防滑纹。
[0007]进一步的，所述Z轴导向组件包括对称设置在承载台板顶部一侧Z轴导杆，所述顶升板的底部一侧对称设置固定杆，所述固定杆向下延伸且底端固定设置Z轴导向块，所述Z轴导杆向上穿过对应的Z轴导向块，且Z轴导杆靠近顶端的位置固定设置限位传感器。
[0008]进一步的，所述承载斜板的上部沿其倾斜方向开设有两组导向滚槽，所述上直角三角座远离驱动机构安装板的一侧底部滚动安装有滚珠，且滚珠向下压入对应的导向滚槽内。
[0009]进一步的，所述承载台板的底部固定设置可拆卸安装组件，且承载台板通过可拆卸安装组件与所配合的设备相固定，所述可拆卸安装组件包括固定设置在承载台板底部的固定板，所述固定板的底部安装有固定凸起，与承载台板相配合的设备上开设有开口朝上的固定槽，且固定凸起向下插入固定槽中；所述固定板上固定设置向外延伸的通气管，且通气管上安装有阀门，所述固定板内安装有与中转腔相通的连接管，且通气管位于固定板内的一端与连接管相连；所述固定凸起的内部中间位置开设有中转腔，所述中转腔的两侧开设有限位槽，所述限位槽内滑动安装有活塞块并固定安装有固定环，且固定环位于活塞块背向中转腔的一侧，所述活塞块与对应固定环之间固定设置复位弹簧，且活塞块背向中转腔的一侧固定设置穿过固定环并穿出限位槽的定位插柱，固定槽的两侧开设有插槽，且定位插柱插入对应的插槽中。
[0010]进一步的，水平驱动机构使下直角三角座进行水平运动时的重复定位精度为
±
6um，初始状态下，tan∠a=L0/L1=1/3，上直角三角座在Z轴竖直方向的重复定位精度为
±
2um。
[0011]进一步的，Z轴运动检测模块的具体运行过程包括：获取到上直角三角座当次预设Z轴位移量和实际Z轴位移量，将实际Z轴位移量与预设Z轴位移量相减并将两者差值标记为误差值，通过数据存储模块获取到当次Z轴运动所需Z轴精度范围，比较误差值与所需Z轴精度范围；若误差值处于所需Z轴精度范围内，判定当次上直角三角座的Z轴运动合格，生成Z轴运动合格信号并将Z轴运动合格信号发送至处理器；若误差值未处于所需Z轴精度范围内，判定当次上直角三角座的Z轴运动不合格，生成Z轴运动不合格信号并将Z轴运动不合格信号发送至处理器。
[0012]进一步的，精度影响因素分析模块的具体分析过程包括：获取到当次Z轴运动所需Z轴精度范围和升降结构的当前实际精度范围，比较当次Z轴运动所需Z轴精度范围和当前实际精度范围，若当次Z轴运动所需Z轴精度范围小于当前实际精度范围，则生成调角信号并将调角信号发送至处理器；否则，获取到当次运动过程中的实际Z轴位移量和运动时长，将实际Z轴位移量与运动时长的商值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种精密升降结构，包括承载台板（1），所述承载台板（1）的顶部一侧通过螺栓固定设置驱动机构安装板（3），且驱动机构安装板（3）的一侧固定设置水平驱动机构（2），其特征在于，所述承载台板（1）的顶部固定设置沿X向延伸的水平滑轨（11），所述承载台板（1）的上方设有下直角三角座（4），且水平驱动机构（2）作用于下直角三角座（4），所述下直角三角座（4）的底部固定设置下滑块（43），且下滑块（43）与水平滑轨（11）滑动连接；所述下直角三角座（4）上部设有承载斜板（41），且承载斜板（41）朝远离驱动机构安装板（3）的方向向下倾斜并与下直角三角座（4）相铰接，所述下直角三角座（4）内固定设置与承载斜板（41）相连的可调节顶升组件（7），且下直角三角座（4）上安装有作用于可调节顶升组件（7）的精密调节组件（8）；所述下直角三角座（4）的上方设有上直角三角座（5），所述上直角三角座（5）的下方为斜面且斜面朝远离驱动机构安装板（3）的方向向下倾斜并压住下直角三角座（4）上的承载斜板（41），所述上直角三角座（5）的顶部固定设置顶升板（10），所述承载台板（1）远离驱动机构安装板（3）的一侧顶部固定设置Z轴导向组件（6），且Z轴导向组件（6）作用于顶升板（10）；所述下直角三角座（4）的底边与承载斜板（41）之间的夹角为a，在升降状态过程中，下直角三角座（4）的水平方向运动距离为L1，上直角三角座（5）的Z轴方向运动距离为L0，tan∠a=L0/L1；所述下直角三角座（4）的正面固定设置控制面板（12），且控制面板（12）包括处理器、Z轴运动检测模块、精度影响因素分析模块、数据存储模块和预警显示模块，且处理器通信连接Z轴运动检测模块、精度影响因素分析模块、数据存储模块以及预警显示模块；Z轴运动检测模块对上直角三角座（5）的Z轴运动信息进行检测分析，基于检测分析结果生成Z轴运动合格信号或Z轴运动不合格信号，将Z轴运动合格信号或Z轴运动不合格信号发送至处理器；处理器接收到Z轴运动不合格信号后生成影响分析信号，将影响分析信号发送至精度影响因素分析模块，精度影响分析模块在接收到影响分析信号后进行影响因素分析，基于影响因素分析结果生成降速信号、润滑信号或调角信号，且将降速信号、润滑信号或调角信号发送至处理器。2.根据权利要求1所述的一种精密升降结构，其特征在于，所述可调节顶升组件（7）包括与承载斜板（41）活动连接的顶升调节柱（71）和通过轴承转动安装在下直角三角座（4）内底壁的竖向螺柱（72），所述竖向螺柱（72）通过精密调节组件（8）驱动，顶升调节柱（71）内开设有开口朝下的螺纹槽（76），且竖向螺柱（72）通过螺纹槽（76）与顶升调节柱（71）螺纹连接，所述顶升调节柱（71）靠近顶端的外周面固定设置滑杆（73），且滑杆（73）的另一端与下直角三角座（4）的内壁滑动连接。3.根据权利要求2所述的一种精密升降结构，其特征在于，所述精密调节组件（8）包括通过轴承转动安装在下直角三角座（4）上的主旋转杆（81）和辅助旋转杆（84），所述主旋转杆（81）位于下直角三角座（4）外侧的一端固定设置粗调旋转钮（83），且主旋转杆（81）位于下直角三角座（4）内的一端固定设置第二锥齿轮（82）和粗调齿轮（87），所述辅助旋转杆（84）位于下直角三角座（4）外侧的一端固定设置微调旋转钮（85），且辅助旋转杆（84）位于下直角三角座（4）内的一端固定设置微调齿轮（86）；所述竖向螺柱（72）靠近底端的外周面固定设置第一锥齿轮（75），且第二锥齿轮（82）与第一锥齿轮（75）啮合传动连接，所述微调齿轮（86）与粗调齿轮（87）啮合传动连接，且粗调
齿轮（87）的直径大于微调齿轮（86）的直径，粗调旋转钮（83）和微调旋转钮（85）的外周面均设有耐磨防滑纹。4.根据权利要求1所述的一种精密升降结构，其特征在于，所述Z轴导向组件（6）包括对称设置在承载台板（1）顶部一侧Z轴导杆（61），所述顶升板（10）的底部一侧对称设置固定杆（63），所述固定杆（63）向下延伸且底端固定设置Z轴导向块（62），所述Z轴导杆（61）向上穿过对应的Z轴导向块（62），且Z轴导杆（61）靠近顶端的位置固定设置限位传感器（64）。5.根据权利要求1所述的一种精密升降结构，其特征在于，所述承载斜板（41）的上部沿其倾斜方向开设有两组导向滚槽（42），所述上直角三角座（5）远...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏抟，黄柏霖，沈顺灶，
申请(专利权)人：东莞市兆恒机械有限公司，
类型：发明
国别省市：