一种旋转自由度精密调节定位机构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种旋转自由度精密定位调节机构，包括底座和支脚，支脚有三个，分别连在底座下；第一支脚与底座之间设有底面是球面的调节螺钉，第一支脚对应此调节螺钉处设有垫圈定位槽，槽中设有锥面垫圈；第二支脚与底座之间设有底面是球面的定位销，第二支脚上对应此定位销处设有球面槽，定位销顶在球面槽内；第三支脚与底座之间的连接关系与第二支脚相同，第三支脚上还装配有偏心销，偏心销的轴心方向垂直于底座；底座在与偏心销的大端柱面对应位置处开有缺口，偏心销的大端柱面紧靠在缺口内壁上；偏心销还连接有紧定螺钉；位于第一支脚和第三支脚上的调节螺钉分别与定位销的中心连线夹角成直角。本技术方案适用于多种场合，调节方便，容易实现并具有较高的刚度和模态。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于仪器仪表
，具体是一种旋转自由度精密调节定位机构
技术介绍
传统旋转自由度精密调节定位机构一般需要三层结构才能实现，整个调节机构在 Z向上需要占用较大空间，在安装空间狭小时，使用受到限制。并且旋转自由度精密调节定位机构一般都是正向安装，在Rx和Ry旋转自由度调节时可利用调节螺钉所支撑的重力来压紧调节螺钉实现调节的稳定性，但在反向吊挂安装时，重力就成了影响调节稳定性的负面因素。如图IA IC所示的三维角度调节台，图中100是微分头、200是调节螺钉、300是支撑钢球、A\B之间可以相互转动。虽然是两层结构，但是实际情况是调节螺钉和压紧弹簧装在一起，造成整个结构的刚度和模态偏低，只适用于所安装产品重量小、对模态要求低的场合。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本技术提出一种旋转自由度精密调节定位机构，具体技术方案如下一种旋转自由度精密调节定位机构，包括底座和三个支脚，分别为第一支脚、第二支脚和第三支脚，所述三个支脚呈三角形布置在底座下方；所述第一支脚和第三支脚与所述底座之间均设有调节螺钉，所述调节螺钉下端面为球面；所述第一支脚和第三支脚上均设有垫圈定位槽，该定位槽中设有锥面垫圈，所述锥面垫圈与所述调节螺钉相匹配；第二支脚与底座之间设有定位销，定位销的底面是球面，第二支脚上表面设有球面槽，定位销顶在球面槽内；第三支脚上还装配有偏心销，偏心销的轴向垂直于底座；底座在与偏心销的大端柱面对应位置处开有缺口，偏心销的大端柱面紧靠在缺口内壁上。所述第一支脚上的垫圈定位槽的中心与所述球面槽的中心的连线垂直于所述第三支脚上的垫圈定位槽的中心与所述球面槽的中心的连线。所述底座与三个支脚之间通过螺钉连接；所述螺钉依次通过平垫圈和弹性体，穿过底座上相应的螺孔连接到支脚上。所述螺钉与底座上相应的螺孔之间留有间隙。所述弹性体是碟簧组或螺旋弹簧。所述偏心销还连接有紧定螺钉。与现有技术相比，本技术的有益效果如下1.本技术只使用两层结构实现了三个旋转自由度的调节，非常适用于Z向空间要求比较紧凑的场合；2.本技术结构中使用了弹性压紧装置，使整个机构反向倒挂安装时仍可进行在线调节，调节具有灵活性，保证了所装产品的位置精度。3.在节省了空间的同时，各个调节装置空间的合理布置使各个自由度调节之间不存在耦合，调节方便，容易实现。4.调节装置及其锁紧结构与弹性压紧装置分开布置，保证了整个机构具有较高的刚性和模态。5.适用于多种场合，调节方便，容易实现具有较高的刚性和模态。附图说明图IA是现有技术中三维角度调节台主视图；图IB是图IA的左视图；图IC是图IA的后视图；图2是本技术实施例的爆炸视示意图；图3是本技术实施例的俯视示意图。具体实施方式以下结合附图与具体实施方式对本技术作进一步说明总体结构说明如图2所示，本技术的旋转自由度精密调节定位机构包括底座2和呈三角形布置在底座2下的三个支脚第一支脚1、第二支脚4和第三支脚5。第一支脚1和第三支脚5与底座2之间均设有调节螺钉15，调节螺钉15下端是球面的；第一支脚1和第三支脚 5上均设有垫圈定位槽，该定位槽中设有锥面垫圈16，锥面垫圈16和调节螺钉15相匹配； 第二支脚4与底座2之间设有定位销3，定位销3的底面是球面，第二支脚4上表面与定位销3位置对应处设有球面槽，定位销3顶在球面槽内；第三支脚5上还装配有偏心销7，偏心销7的轴向垂直于底座2，底座2在与偏心销7的大端柱面对应位置处开有缺口，偏心销 7的大端柱面紧靠在缺口内壁上。如图3所示，第一支脚1上的垫圈定位槽的中心与所述球面槽的中心连线垂直于所述第三支脚5上的垫圈定位槽的中心与所述球面槽的中心连线。请继续参阅图2，底座2与三个支脚之间通过螺钉8连接，所述螺钉8依次通过平垫圈10和弹性体，穿过底座2上相应的螺孔连接到相应的支脚上，所述螺钉8与底座2上相应的螺孔之间留有间隙。所述弹性体是碟簧组9或螺旋弹簧。此外，所述偏心销7还连接有紧定螺钉6。于实际应用中，底座2可安装相关产品，第一支脚1、第二支脚4、第三支脚5连接到其它相关支架的装配面上。此技术可实现所安装产品的Rx、Ry、Rz三个旋转自由度的调节。整个结构可以正向放置安装也可以反向吊挂安装。反向安装时，需要在平台上先进行初步的正向预装配，将Rx、Ry、Rz三个旋转自由度调节到一定的精调范围内，然后再通过第一支脚1、第二支脚4、第三支脚5的螺钉孔整体反向连接到装配面上。正向预装配的步骤是将定位销3、两个调节螺钉15装配到底座2上，然后定位销3 的球面端顶在第二支脚4的球面槽内，两个调节螺钉15通过锥面垫圈16分别装配到第一支脚1、第三支脚5上；将偏心销7装配到第三支脚5上，如图3所示，使偏心销7的大端柱面紧靠到底座2的面A上。调节Rx、Ry旋转自由度，使底座2趋于水平。将螺钉8通过平4垫圈10、碟簧组9，穿过底座2，连接到第一支脚1 (第二支脚4，第三支脚幻上，使三个碟簧组9的总压力大于底座和产品的总重。使用螺钉11、弹簧垫圈12、球面垫圈13、锥面垫圈 14将调节螺钉15和锥面垫圈16锁紧在第一支脚1 (第三支脚幻和底座2之间，完成预装配。将预装配好的整个机构反向吊挂连接到装配面上。先将螺钉11放松，然后通过偏心销7调节Rz旋转自由度，调节完毕用紧定螺钉6锁紧偏心销7。再通过调节螺钉15精调 Rx、Ry旋转自由度，最后拧紧螺钉11，完成调节。Rx和Ry的调节螺钉15及其锁紧螺钉11均与弹性压紧机构的碟簧组9分开布置， 这样保证了整个调节机构具有较高的刚度和模态。本技术的原理及使用说明1、三个移动自由度的定位说明如图2所示，移动自由度的定位由第二支脚4上球面槽的位置和深度、定位销3的两个柱面的同轴度和台阶面的位置、底座2上安装定位销3的销孔与产品安装的位置和安装定位销3台阶面的平面与产品安装面的位置关系决定的。这些决定移动自由度定位的要素主要由各零件的加工制造公差保证。2、反向安装调节实现说明如图2和图3所示，反向安装调节功能是由螺钉8通过平垫圈10、碟簧组9，穿过底座2，连接到第一支脚1(第二支脚4，第三支脚幻上保证的。螺钉8和碟簧组9克服所安装产品和底座2的重力，使底座2、调节螺钉15和第一支脚1 (第二支脚4、第三支脚5) 之间有压紧力，保证在使用调节螺钉15进行调节时，调节螺钉15的球形端面始终紧靠在锥面垫圈16上，锥面垫圈16紧靠在第一支脚1 (第二支脚4、第三支脚幻上。碟簧组9的压缩量是变动的，这为调节螺钉15进行Z向调节提供了条件，调节范围的大小可以通过计算改变碟簧的数量来实现。碟簧组9也可换成弹性系数相当的螺旋弹ο螺钉8与底座2的螺钉光孔之间有间隙量，可保证底座2以定位销3为转轴相对于各支脚有小范围的Rz转动量。3、Rx和Ry调节方法说明Rx和Ry调节主要是由定位销3和调节螺钉15实现。如图3所示，当调节Rx时， 转动右上角调节螺钉15，改变底座2左侧的Z向高度，则底座2相当于以定位销3和右下角调节螺钉15的中心连线为轴线进行Rx向旋转(实际是以定位销3与第二支脚4的接触点和右下角调节螺钉15与锥面垫圈16的接触点的连线为轴线进行Rx向旋转)；当调节Ry 时，转动右下角调节螺钉15，改变底座2下部的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种旋转自由度精密调节定位机构，包括底座（２）和支脚，其特征是支脚有三个，分别为第一支脚（１）、第二支脚（４）和第三支脚（５），上述三个支脚呈三角形布置在底座（２）下方；所述第一支脚（１）和第三支脚（５）与所述底座（２）之间均设有调节螺钉，所述调节螺钉下端面为球面；所述第一支脚（１）和第三支脚（５）上均设有垫圈定位槽，该定位槽中设有锥面垫圈，所述锥面垫圈与所述调节螺钉相匹配；所述第二支脚（４）与所述底座（２）之间设有定位销（３），所述定位销（３）的底面是球面，所述第二支脚（４）的上表面设有球面槽，所述定位销（３）顶在所述球面槽内；所述第三支脚（５）上还装配有偏心销（７），所述偏心销（７）的轴向垂直于所述底座（２）；所述底座（２）在与所述偏心销（７）的大端柱面对应位置处开有缺口，所述偏心销（７）的大端柱面紧靠在缺口内壁上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王凯，段振飞，
申请(专利权)人：上海微电子装备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31