CN102156340B - 拼接光栅的高精密位姿调整装置 - Google Patents

Abstract

拼接光栅的高精密位姿调整装置，它涉及一种光栅组高精密位姿调整装置。以解决高精度光栅姿态调整装置无法实现多自由度光栅精密调整问题。俯仰调整单元由俯仰调整微驱动器驱动，带动俯仰调整右导轨滑块在相应的导轨上滑动，实现

方向光栅独立调整；偏摆调整单元由偏摆调整微驱动器驱动，带动偏摆调整框架及前、后侧偏摆导轨滑块在相应的导轨上滑动，实现

方向光栅独立调整；面内调整单元由面内调整微驱动器驱动，带动面内调整前、后侧导轨滑块在相应的导轨上滑动，实现光栅

独立调整；直线调整单元由直线调整微驱动器驱动，带动带动直线调整框架及左、右直线导轨滑块在相应的导轨上滑动，实现

方向光栅独立调整。本发明用于拼接后光栅组高精度位姿调整。

Description

拼接光栅的高精密位姿调整装置

技术领域

本发明涉及一种光栅组高精密位姿调整装置。

背景技术

大口径衍射光栅在许多技术领域中都发挥着重要作用，例如光谱天文望远镜系统、惯性约束聚变系统、同步辐射系统等领域。目前，直接制造大口径高质量的多层介质膜光栅在技术和经济上都是不切合实际的，因此采用若干小光栅拼接成一个大口径的光栅组成为实现大口径高质量衍射光栅制造的重要手段。一般来说，完成拼接后的光栅组需要搭建光栅压缩器。压缩器内的光栅组需要调整其相对位置实现压缩脉冲。光栅位置和姿态调整装置是实现多级大面积光栅拼接装置相互位置关系精确调整的一种关键设备。目前，为了适应光栅调整任务的多自由度、结构复杂和高定位精度等要求，光栅调整机构必须是高精度机构，这种机构应该具有结构紧凑、刚度大、低摩擦、稳定性好的特点。

高精度光栅姿态调整技术是涉及精密机械设计、超精密制造工艺、计算机控制技术等多学科的复杂技术，是国防和民用领域中十分重要的关键技术，而目前国内外关于大口径光栅高精度光栅姿态调整装置方面的研究还比较少。可查的多自由度装置多采用驱动器并联控制方式，这种方式的最大缺点是：调整行程及转动角度范围上受到一定的限制，另外某些自由度之间存在一定的耦合情况，影响调整精度，所以无法实现多自由度精密调整。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的高精度光栅姿态调整装置无法实现多自由度光栅精密调整的问题，进而提供一种拼接光栅的高精密位姿调整装置。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：本发明的拼接光栅的高精密位姿调整装置由俯仰调整单元、偏摆调整单元、面内调整单元、直线调整单元和调整基座组成；俯仰调整单元由俯仰调整板、俯仰调整右侧护板、俯仰调整左侧护板、俯仰调整导轨总成、俯仰调整微驱动器和俯仰调整连接件组成，俯仰调整导轨总成由一段俯仰调整左圆弧形导轨、一段俯仰调整右圆弧形导轨、一对俯仰调整左导轨滑块和一对俯仰调整右导轨滑块组成；

所述偏摆调整单元由偏摆调整框架、偏摆调整微驱动器、偏摆调整支柱、后侧偏摆调整导轨总成和前侧偏摆调整导轨总成组成，后侧偏摆调整导轨总成由一段后侧偏摆圆弧形导轨和一对后侧偏摆导轨滑块组成，所述前侧偏摆调整导轨总成由两段前侧偏摆圆弧形导轨及两对前侧偏摆导轨滑块组成；

所述面内调整单元由面内调整框架、面内调整微驱动器、面内调整前侧护板、面内调整后侧护板、面内微驱动器连接件和面内调整导轨总成组成，面内调整导轨总成由一段面内调整后侧圆弧形导轨、一段面内调整前侧圆弧形导轨、一对面内调整前侧导轨滑块和一对面内调整后侧导轨滑块组成；

所述直线调整单元由直线调整框架、直线调整微驱动器和直线调整导轨总成组成，所述直线调整导轨总成由一段左直线导轨、一对左直线导轨滑块、一段右直线导轨和一对右直线导轨滑块组成；

俯仰调整板、偏摆调整框架、面内调整框架、直线调整框架和调整基座由上至下依次设置，俯仰调整左侧护板与俯仰调整板下端面的左端固接，俯仰调整右侧护板与俯仰调整板下端面的右端固接；偏摆调整框架的左侧面沿其宽度方向固定有一段俯仰调整左圆弧形导轨，该段俯仰调整左圆弧形导轨上套装有一对与其滑动连接的俯仰调整左导轨滑块，该对俯仰调整左导轨滑块与俯仰调整左侧护板固接；偏摆调整框架的右侧面沿其宽度方向固定有一段俯仰调整右圆弧形导轨，该段俯仰调整右圆弧形导轨上套装有一对与其滑动连接的俯仰调整右导轨滑块，该对俯仰调整右导轨滑块与俯仰调整右侧护板固接；俯仰调整微驱动器与俯仰调整右侧护板固接，俯仰调整微驱动器通过俯仰调整连接件与偏摆调整框架的右侧面固接；

偏摆调整微驱动器固定于偏摆调整框架上的后端，偏摆调整微驱动器固接于偏摆调整支柱上，偏摆调整支柱固定在面内调整框架上的后端，前侧偏摆调整导轨总成和后侧偏摆调整导轨总成由前至后设置在面内调整框架的上端面上，两段前侧偏摆圆弧形导轨相对于面内调整框架长度方向的中心线对称并固定在面内调整框架上的左端和右端，两段前侧偏摆圆弧形导轨位于同一圆周上，两段前侧偏摆圆弧形导轨均与面内调整框架的上端面固接，每段前侧偏摆圆弧形导轨上套装有一对与该段前侧偏摆圆弧形导轨滑动连接的前侧偏摆导轨滑块；后侧偏摆圆弧形导轨设置在两段前侧偏摆圆弧形导轨的后部，后侧偏摆圆弧形导轨与面内调整框架的上端面固接，后侧偏摆圆弧形导轨上套装有一对与该后侧偏摆圆弧形导轨滑动连接的后侧偏摆导轨滑块；两对前侧偏摆导轨滑块和一对后侧偏摆导轨滑块均与偏摆调整框架的下端面固接；

面内调整前侧护板与面内调整框架下端面的前端固接，面内调整后侧护板与面内调整框架下端面的后端固接，一段面内调整前侧圆弧形导轨和一段面内调整后侧圆弧形导轨前后相对设置，且该段面内调整前侧圆弧形导轨固定在直线调整框架的前侧面上，该段面内调整后侧圆弧形导轨固定在直线调整框架的后侧面上，该段面内调整前侧圆弧形导轨上套装有一对与其滑动连接的面内调整前侧导轨滑块，该段面内调整后侧圆弧形导轨上套装有一对与其滑动连接的面内调整后侧导轨滑块，该对面内调整前侧导轨滑块与面内调整前侧护板固接，该对面内调整后侧导轨滑块与面内调整后侧护板固接；面内调整微驱动器与面内调整后侧护板固接，面内调整微驱动器通过面内微驱动器连接件固接于直线调整框架的后侧；

直线调整微驱动器的前部与直线调整框架的下端面固接，直线调整微驱动器的后部固定在调整基座的上端面上，一段左直线导轨和一段右直线导轨均沿调整基座的宽度方向设置，该段左直线导轨与调整基座上端面的左端固接，该段右直线导轨与调整基座上端面的右端固接，该段左直线导轨上套装有一对与其滑动连接的左直线导轨滑块，该段右直线导轨上套装有一对与其滑动连接的右直线导轨滑块，一对左直线导轨滑块和一对右直线导轨滑块均与直线调整框架的下端面固接。

本发明的有益效果是：本发明采用四层结构实现光栅整体的调整，解决了各个自由度之间的运动耦合问题。同时，本发明可以实现各个运动自由度较大调整的范围。具有结构紧凑、调整方便、操作灵活、耦合度小、调整精度高、稳定性强等优点，可以实现拼接后光栅组的整体在空间四个自由度

方向上的高精度位姿调整。

附图说明

图1是本发明的整体结构的主视方向的正等轴测图；图2是本发明的整体结构的后视方向的正等轴测图；图3是俯仰调整单元的俯仰调整左圆弧形导轨和俯仰调整右圆弧形导轨布局示意图；图4是偏摆调整单元的前侧偏摆圆弧导轨和后侧偏摆圆弧导轨布局示意图；图5是面内调整单元的面内调整后侧圆弧导轨和面内调整前侧圆弧导轨布局示意图；图6是直线调整单元的左直线导轨和右直线导轨布局示意图；图7是俯仰调整微驱动器的主视图；图8是图7的俯视图；图9是偏摆调整微驱动器的主视图；图10是图9的俯视图；图11是面内调整微驱动器的主视图；图12是图11的俯视图；图13是直线调整微驱动器主视图；图14是图13的俯视图。

注：图1中坐标Y指向：是指由本发明装置的左端指向右端的方向；坐标X的指向：是指由本发明装置的后端指向前端的方向；坐标Z的指向：是指由本发明装置的下端指向上端的方向。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1～图6说明本实施方式，本实施方式所述高精密位姿调整装置由俯仰调整单元、偏摆调整单元、面内调整单元、直线调整单元和调整基座13组成；俯仰调整单元由俯仰调整板1、俯仰调整右侧护板6、俯仰调整左侧护板11、俯仰调整导轨总成7、俯仰调整微驱动器5和俯仰调整连接件4组成，俯仰调整导轨总成7由一段俯仰调整左圆弧形导轨21、一段俯仰调整右圆弧形导轨21、一对俯仰调整左导轨滑块20和一对俯仰调整右导轨滑块23组成；

所述偏摆调整单元由偏摆调整框架8、偏摆调整微驱动器2、偏摆调整支柱3、后侧偏摆调整导轨总成16和前侧偏摆调整导轨总成10组成，后侧偏摆调整导轨总成16由一段后侧偏摆圆弧形导轨61和一对后侧偏摆导轨滑块62组成，所述前侧偏摆调整导轨总成10由两段前侧偏摆圆弧形导轨63及两对前侧偏摆导轨滑块64组成；

所述面内调整单元由面内调整框架19、面内调整微驱动器15、面内调整前侧护板9、面内调整后侧护板17、面内微驱动器连接件14和面内调整导轨总成组成，面内调整导轨总成由一段面内调整后侧圆弧形导轨26、一段面内调整前侧圆弧形导轨28、一对面内调整前侧导轨滑块27和一对面内调整后侧导轨滑块29组成；

所述直线调整单元由直线调整框架12、直线调整微驱动器30和直线调整导轨总成18组成，所述直线调整导轨总成18由一段左直线导轨65、一对左直线导轨滑块66、一段右直线导轨67和一对右直线导轨滑块68组成；

俯仰调整板1(用于连接光栅拼接装置，亦可用于单块大面积光栅的姿态调整，并且两者采用通用机械方式的进行连接)、偏摆调整框架8、面内调整框架19、直线调整框架12和调整基座13由上至下依次设置，俯仰调整左侧护板11与俯仰调整板1下端面的左端固接，俯仰调整右侧护板6与俯仰调整板1下端面的右端固接；偏摆调整框架8的左侧面沿其宽度方向固定有一段俯仰调整左圆弧形导轨21，该段俯仰调整左圆弧形导轨21上套装有一对与其滑动连接的俯仰调整左导轨滑块20，该对俯仰调整左导轨滑块20与俯仰调整左侧护板11固接；偏摆调整框架8的右侧面沿其宽度方向固定有一段俯仰调整右圆弧形导轨22，该段俯仰调整右圆弧形导轨22上套装有一对与其滑动连接的俯仰调整右导轨滑块23，该对俯仰调整右导轨滑块23与俯仰调整右侧护板6固接；俯仰调整微驱动器5与俯仰调整右侧护板6固接，俯仰调整微驱动器5通过俯仰调整连接件4与偏摆调整框架8的右侧面固接；

偏摆调整微驱动器2固定于偏摆调整框架8上的后端，偏摆调整微驱动器2固接于偏摆调整支柱3上，偏摆调整支柱3固定在面内调整框架19上的后端，前侧偏摆调整导轨总成10和后侧偏摆调整导轨总成16由前至后设置在面内调整框架19的上端面上，两段前侧偏摆圆弧形导轨63相对于面内调整框架19长度方向的中心线对称并固定在面内调整框架19上的左端和右端，两段前侧偏摆圆弧形导轨63位于同一圆周上，两段前侧偏摆圆弧形导轨63均与面内调整框架19的上端面固接，每段前侧偏摆圆弧形导轨63上套装有一对与该段前侧偏摆圆弧形导轨63滑动连接的前侧偏摆导轨滑块64；后侧偏摆圆弧形导轨61设置在两段前侧偏摆圆弧形导轨63的后部，后侧偏摆圆弧形导轨61与面内调整框架19的上端面固接，后侧偏摆圆弧形导轨61上套装有一对与该后侧偏摆圆弧形导轨61滑动连接的后侧偏摆导轨滑块62；两对前侧偏摆导轨滑块64和一对后侧偏摆导轨滑块62均与偏摆调整框架8的下端面固接；

面内调整前侧护板9与面内调整框架19下端面的前端固接，面内调整后侧护板17与面内调整框架19下端面的后端固接，一段面内调整前侧圆弧形导轨28和一段面内调整后侧圆弧形导轨26前后相对设置，且该段面内调整前侧圆弧形导轨28固定在直线调整框架12的前侧面上，该段面内调整后侧圆弧形导轨26固定在直线调整框架12的后侧面上，该段面内调整前侧圆弧形导轨28上套装有一对与其滑动连接的面内调整前侧导轨滑块27，该段面内调整后侧圆弧形导轨26上套装有一对与其滑动连接的面内调整后侧导轨滑块29，该对面内调整前侧导轨滑块27与面内调整前侧护板9固接，该对面内调整后侧导轨滑块29与面内调整后侧护板17固接；面内调整微驱动器15与面内调整后侧护板17固接，面内调整微驱动器15通过面内微驱动器连接件14固接于直线调整框架12的后侧；直线调整微驱动器30的前部与直线调整框架12的下端面固接，直线调整微驱动器30的后部固定在调整基座13的上端面上，一段左直线导轨65和一段右直线导轨67均沿调整基座13的宽度方向设置，该段左直线导轨65与调整基座13上端面的左端固接，该段右直线导轨67与调整基座13上端面的右端固接，该段左直线导轨65上套装有一对与其滑动连接的左直线导轨滑块66，该段右直线导轨67上套装有一对与其滑动连接的右直线导轨滑块68，一对左直线导轨滑块66和一对右直线导轨滑块68均与直线调整框架12的下端面固接。

本实施方式的俯仰调整单元、偏摆调整单元、面内调整单元、直线调整单元和调整基座13由上自下依次连接组成空间四自由度调整装置。

本实施方式的俯仰调整单元由俯仰调整微驱动器5驱动，带动俯仰调整左侧护板11和与俯仰调整右侧护板6固接的俯仰调整右导轨滑块23在俯仰调整右圆弧形导轨22上滑动，并通过俯仰调整右侧护板6带动俯仰调整板1实现

方向的光栅独立调整。俯仰调整左侧护板11和与其固接的俯仰调整左导轨滑块20由俯仰调整板1带动在俯仰调整左圆弧形导轨21上滑动，起到辅助支撑俯仰调整板1运动的作用。

本实施方式的偏摆调整单元由偏摆调整微驱动器2驱动，由于偏摆调整支柱3固定在面内调整框架19上，受其反作用力作用，偏摆调整微驱动器2带动偏摆调整框架8及与其固接的两对前侧偏摆导轨滑块64在两段前侧偏摆圆弧形导轨63上滑动、一对后侧偏摆导轨滑块62在一段后侧偏摆圆弧形导轨61上滑动，实现方向上的光栅独立调整。

本实施方式的面内调整单元由面内调整微驱动器15驱动，带动面内调整后侧护板17和与其固接的面内调整后侧导轨滑块29在面内调整后侧圆弧形导轨26上滑动，同时带动面内调整前侧护板9和与其固接的面内调整前侧导轨滑块27在面内调整前侧圆弧形导轨28上滑动，从而实现面内调整框架19在

方向上的运动，进而实现光栅独立调整。

本实施方式的直线调整单元由直线调整微驱动器30驱动，带动直线调整框架12及与直线调整框架12固接的一对左直线导轨滑块66和一对右直线导轨滑块68在一段左直线导轨65和一段右直线导轨67上滑动，实现

方向的光栅独立调整，调整基座13固定于地基上，调整基座13用于支撑以上四个调整单元。

具体实施方式二：结合图1、图2、图7和图8说明，本实施方式的俯仰调整微驱动器5由俯仰步进电机33、俯仰电机座34、俯仰电机联轴器35、俯仰轴承座36、俯仰滚珠丝杠37、俯仰丝杠螺母38、俯仰基准平面托板39、俯仰微驱动器导轨滑块49、俯仰微驱动器直线导轨52、俯仰调整锁紧垫板50、俯仰调整锁紧板48、俯仰立柱平面板40、俯仰钢球41、俯仰弹簧47、俯仰钢球座42、俯仰钢球托板46、俯仰推板43、俯仰调整连接弯板44、俯仰微驱动器基座51、四个俯仰第一挂簧螺钉45和四个俯仰第二挂簧螺钉69组成；

俯仰步进电机33的输出端通过俯仰电机联轴器35与俯仰滚珠丝杠37的一端传动连接，俯仰滚珠丝杠37通过俯仰轴承座36支撑，俯仰滚珠丝杠37通过俯仰丝杠螺母38与俯仰基准平面托板39的一端连接，俯仰步进电机33与俯仰轴承座36均固装在俯仰电机座34上，俯仰基准平面托板39和俯仰微驱动器导轨滑块49均与俯仰调整锁紧板48固接，俯仰微驱动器直线导轨52沿俯仰滚珠丝杠37的轴向固定在俯仰微驱动器基座51的上端面上，俯仰调整锁紧板48安装在俯仰调整锁定垫板50上，俯仰调整锁紧垫板50与俯仰电机座34均固装在俯仰微驱动器基座51上，俯仰基准平面托板39的另一端与俯仰立柱平面板40的一侧面固接，俯仰立柱平面板40的上端面和下端面各分别固定有两个俯仰第一挂簧螺钉45，俯仰钢球座42设有内台肩孔，俯仰钢球座42的内台肩孔的一端通过俯仰钢球托板46的一侧面封堵，俯仰钢球41装在俯仰钢球座42的内台肩孔内，俯仰钢球41露出俯仰钢球座42外的球面与俯仰立柱平面板40的另一侧面接触，俯仰推板43的一侧面与俯仰钢球托板46的另一侧面固接，俯仰推板43的另一侧面与俯仰调整连接弯板44的一端固接，俯仰推板43的上端面和下端面各分别固定有两个俯仰第二挂簧螺钉69，每个俯仰第一挂簧螺钉45与相对应的俯仰第二挂簧螺钉69通过一个俯仰弹簧47连接，俯仰调整连接弯板44通过俯仰调整连接件4与偏摆调整框架8的右侧固接。如此设置，由俯仰步进电机33通过俯仰电机联轴器35带动俯仰滚珠丝杠37转动，并通过俯仰丝杠螺母38带动俯仰基准平面托板39移动，从而实现俯仰调整锁紧板48及与其固接的俯仰微驱动器导轨滑块49沿着俯仰微驱动器直线导轨52进行移动，并通过俯仰立柱平面板40依次推动俯仰钢球41、俯仰钢球座42、俯仰钢球托板46、俯仰推板43以及俯仰连接弯板44进行往复移动调整。调整中可始终保证俯仰钢球41露出俯仰钢球座42外的球面与俯仰立柱平面板40实现球面接触，进而可实现俯仰调整连接弯板44及其被驱动零件沿各自导轨方向进行圆弧方向调整，从而完成了直线运动向曲线运动的转换。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1、图2、图9和图10说明，本实施方式的偏摆调整微驱动器2由偏摆步进电机70、偏摆电机座71、偏摆电机联轴器72、偏摆轴承座73、偏摆滚珠丝杠74、偏摆丝杠螺母75、偏摆基准平面托板76、偏摆微驱动器导轨滑块77、偏摆微驱动器直线导轨78、偏摆调整锁紧垫板79、偏摆调整锁紧板80、偏摆立柱平面板81、偏摆钢球82、偏摆弹簧83、偏摆钢球座84、偏摆钢球托板85、偏摆推板86、偏摆调整连接弯板87、偏摆微驱动器基座88、四个偏摆第一挂簧螺钉89和四个偏摆第二挂簧螺钉90组成；

偏摆步进电机70的输出端通过偏摆电机联轴器72与偏摆滚珠丝杠74的一端传动连接，偏摆滚珠丝杠74通过偏摆轴承座73支撑，偏摆滚珠丝杠74通过偏摆丝杠螺母75与偏摆基准平面托板76的一端连接，偏摆步进电机70与偏摆轴承座73均固装在偏摆电机座71上，偏摆基准平面托板76和偏摆微驱动器导轨滑块77均与偏摆调整锁紧板80固接，偏摆微驱动器直线导轨78沿偏摆滚珠丝杠74的轴向固定在偏摆微驱动器基座88的上端面上，偏摆调整锁紧板80安装在偏摆调整锁定垫板79上，偏摆调整锁紧垫板79与偏摆电机座71均固装在偏摆微驱动器基座88上，偏摆基准平面托板76的另一端与偏摆立柱平面板81的一侧面固接，偏摆立柱平面板81的上端面和下端面各分别固定有两个偏摆第一挂簧螺钉89，偏摆钢球座84设有内台肩孔，偏摆钢球座84的内台肩孔的一端通过偏摆钢球托板85的一侧面封堵，偏摆钢球82装在偏摆钢球座84的内台肩孔内，偏摆钢球82露出偏摆钢球座84外的球面与偏摆立柱平面板81的另一侧面接触，偏摆推板86的一侧面与偏摆钢球托板85的另一侧面固接，偏摆推板86的另一侧面与偏摆调整连接弯板87的一端固接，偏摆推板86的上端面和下端面各分别固定有两个偏摆第二挂簧螺钉90，每个偏摆第一挂簧螺钉89与相对应的偏摆第二挂簧螺钉90通过一个偏摆弹簧83连接，偏摆调整连接弯板87与偏摆调整支柱3固接。如此设置，由偏摆步进电机70通过偏摆电机联轴器72带动偏摆滚珠丝杠74转动，并通过偏摆丝杠螺母75带动偏摆基准平面托板76移动，从而可以实现偏摆调整锁紧板80及与其固接的偏摆微驱动器导轨滑块77沿着偏摆微驱动器直线导轨78进行移动，并通过偏摆立柱平面板81依次推动偏摆钢球82、偏摆钢球座84、偏摆钢球托板85、偏摆推板86以及偏摆调整连接弯板87进行往复移动调整。调整中可始终保证偏摆钢球82露出偏摆钢球座84外的球面与偏摆立柱平面板81实现球面接触，进而可实现偏摆调整连接弯板87及其被驱动零件沿各自导轨方向进行圆弧方向调整，从而完成了直线运动向曲线运动的转换。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：结合图1、图2、图11和图12说明，本实施方式的面内调整微驱动器15由面内步进电机91、面内电机座92、面内电机联轴器93、面内轴承座94、面内滚珠丝杠95、面内丝杠螺母96、面内基准平面托板97、面内微驱动器导轨滑块98、面内微驱动器直线导轨99)、面内调整锁紧垫板100、面内调整锁紧板101、面内立柱平面板102、面内钢球103、面内弹簧104、面内钢球座105、面内钢球托板106、面内推板107、面内调整连接弯板108、面内微驱动器基座109、四个面内第一挂簧螺钉100和四个面内第二挂簧螺钉111组成；

面内步进电机91的输出端通过面内电机联轴器93与面内滚珠丝杠95的一端传动连接，面内滚珠丝杠95通过面内轴承座94支撑，面内滚珠丝杠95通过面内丝杠螺母96与面内基准平面托板97的一端连接，面内步进电机91与面内轴承座94均固装在面内电机座92上，面内基准平面托板97和面内微驱动器导轨滑块98均与面内调整锁紧板101固接，面内微驱动器直线导轨99沿面内滚珠丝杠95的轴向固定在面内微驱动器基座109的上端面上，面内调整锁紧板101安装在面内调整锁定垫板100上，面内调整锁紧垫板100与面内电机座92均固装在面内微驱动器基座109上，面内基准平面托板97的另一端与面内立柱平面板102的一侧面固接，面内立柱平面板102的上端面和下端面各分别固定有两个面内第一挂簧螺钉110，面内钢球座105设有内台肩孔，面内钢球座105的内台肩孔的一端通过面内钢球托板106的一侧面封堵，面内钢球103装在面内钢球座105的内台肩孔内，面内钢球103露出面内钢球座105外的球面与面内立柱平面板102的另一侧面接触，面内推板107的一侧面与面内钢球托板106的另一侧面固接，面内推板107的另一侧面与面内调整连接弯板108的一端固接，面内推板107的上端面和下端面各分别固定有两个面内第二挂簧螺钉111，每个面内第一挂簧螺钉110与相对应的面内第二挂簧螺钉111通过一个面内弹簧104连接，面内调整连接弯板108与面内调整支柱3固接。如此设置，由面内步进电机91通过面内电机联轴器93带动面内滚珠丝杠95转动，并通过面内丝杠螺母96带动面内基准平面托板97移动，从而可以实现面内调整锁紧板101及与其固接的面内微驱动器导轨滑块98沿着面内微驱动器直线导轨99进行移动，并通过面内立柱平面板102依次推动面内钢球103、面内钢球座105、面内钢球托板106、面内推板107以及面内调整连接弯板108进行往复移动调整。调整中可始终保证面内钢球103露出面内钢球座105外的球面与面内立柱平面板102实现球面接触，进而可实现面内调整连接弯板108及其被驱动零件沿各自导轨方向进行圆弧方向调整，从而完成了直线运动向曲线运动的转换。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式二中的俯仰调整锁紧板48的具体结构、具体实施方式三中的偏摆调整锁紧板80的具体结构以及具体实施方式方式四中的面内调整锁紧板101的具体结构均与专利公开号CN 101221273A、申请日：2008年01月30日、名称为“并联式宏微驱动的高精度大口径光栅拼接装置”的相同。

具体实施方式五：结合图1、图2、图6、图13和图14说明，本实施方式的直线调整微驱动器30由直线调整步进电机112、直线调整电机座53、直线调整电机联轴器54、直线调整轴承座55、直线调整基座56、直线调整丝杠座57、直线调整丝杠螺母59、直线调整滚珠丝杠60组成；

直线调整步进电机112的输出端通过直线调整电机联轴器54与直线调整滚珠丝杠60的一端传动连接，直线调整滚珠丝杠60通过直线调整轴承座55支撑，直线调整步进电机112和直线调整轴承座55均与直线调整电机座53固接，直线调整电机座53固装在直线调整基座56上，直线调整丝杠螺母59与直线调整滚珠丝杠60螺纹连接，直线调整丝杠座57的一端与直线调整丝杠螺母59固接，直线调整丝杠座57的另一端通过面内微驱动器连接件14固接于直线调整框架12的后侧面上。如此设置，由直线调整步进电机112通过直线调整电机联轴器54带动直线调整滚珠丝杠60转动，并通过直线调整丝杠螺母59带动直线调整丝杠座57移动，从而实现直线调整框架12的移动，驱动光栅的运动。其它与具体实施方式一、二、三或四相同。

Claims (5)

1.一种拼接光栅的高精密位姿调整装置，其特征在于：所述高精密位姿调整装置由俯仰调整单元、偏摆调整单元、面内调整单元、直线调整单元和调整基座(13)组成；

俯仰调整单元由俯仰调整板(1)、俯仰调整右侧护板(6)、俯仰调整左侧护板(11)、俯仰调整导轨总成(7)、俯仰调整微驱动器(5)和俯仰调整连接件(4)组成，俯仰调整导轨总成(7)由一段俯仰调整左圆弧形导轨(21)、一段俯仰调整右圆弧形导轨(22)、一对俯仰调整左导轨滑块(20)和一对俯仰调整右导轨滑块(23)组成；

所述偏摆调整单元由偏摆调整框架(8)、偏摆调整微驱动器(2)、偏摆调整支柱(3)、后侧偏摆调整导轨总成(16)和前侧偏摆调整导轨总成(10)组成，后侧偏摆调整导轨总成(16)由一段后侧偏摆圆弧形导轨(61)和一对后侧偏摆导轨滑块(62)组成，所述前侧偏摆调整导轨总成(10)由两段前侧偏摆圆弧形导轨(63)及两对前侧偏摆导轨滑块(64)组成；

所述面内调整单元由面内调整框架(19)、面内调整微驱动器(15)、面内调整前侧护板(9)、面内调整后侧护板(17)、面内微驱动器连接件(14)和面内调整导轨总成组成，面内调整导轨总成由一段面内调整后侧圆弧形导轨(26)、一段面内调整前侧圆弧形导轨(28)、一对面内调整前侧导轨滑块(27)和一对面内调整后侧导轨滑块(29)组成；

所述直线调整单元由直线调整框架(12)、直线调整微驱动器(30)和直线调整导轨总成(18)组成，所述直线调整导轨总成(18)由一段左直线导轨(65)、一对左直线导轨滑块(66)、一段右直线导轨(67)和一对右直线导轨滑块(68)组成；

俯仰调整板(1)、偏摆调整框架(8)、面内调整框架(19)、直线调整框架(12)和调整基座(13)由上至下依次设置，俯仰调整左侧护板(11)与俯仰调整板(1)下端面的左端固接，俯仰调整右侧护板(6)与俯仰调整板(1)下端面的右端固接；偏摆调整框架(8)的左侧面沿其宽度方向固定有一段俯仰调整左圆弧形导轨(21)，该段俯仰调整左圆弧形导轨(21)上套装有一对与其滑动连接的俯仰调整左导轨滑块(20)，该对俯仰调整左导轨滑块(20)与俯仰调整左侧护板(11)固接；偏摆调整框架(8)的右侧面沿其宽度方向固定有一段俯仰调整右圆弧形导轨(22)，该段俯仰调整右圆弧形导轨(22)上套装有一对与其滑动连接的俯仰调整右导轨滑块(23)，该对俯仰调整右导轨滑块(23)与俯仰调整右侧护板(6)固接；俯仰调整微驱动器(5)与俯仰调整右侧护板(6)固接，俯仰调整微驱动器(5)通过俯仰调整连接件(4)与偏摆调整框架(8)的右侧面固接；

偏摆调整微驱动器(2)固定于偏摆调整框架(8)上的后端，偏摆调整微驱动器(2)固接于偏摆调整支柱(3)上，偏摆调整支柱(3)固定在面内调整框架(19)上的后端，前侧偏摆调整导轨总成(10)和后侧偏摆调整导轨总成(16)由前至后设置在面内调整框架(19)的上端面上，两段前侧偏摆圆弧形导轨(63)相对于面内调整框架(19)长度方向的中心线对称并固定在面内调整框架(19)上的左端和右端，两段前侧偏摆圆弧形导轨(63)位于同一圆周上，两段前侧偏摆圆弧形导轨(63)均与面内调整框架(19)的上端面固接，每段前侧偏摆圆弧形导轨(63)上套装有一对与该段前侧偏摆圆弧形导轨(63)滑动连接的前侧偏摆导轨滑块(64)；后侧偏摆圆弧形导轨(61)设置在两段前侧偏摆圆弧形导轨(63)的后部，后侧偏摆圆弧形导轨(61)与面内调整框架(19)的上端面固接，后侧偏摆圆弧形导轨(61)上套装有一对与该后侧偏摆圆弧形导轨(61)滑动连接的后侧偏摆导轨滑块(62)；两对前侧偏摆导轨滑块(64)和一对后侧偏摆导轨滑块(62)均与偏摆调整框架(8)的下端面固接；

面内调整前侧护板(9)与面内调整框架(19)下端面的前端固接，面内调整后侧护板(17)与面内调整框架(19)下端面的后端固接，一段面内调整前侧圆弧形导轨(28)和一段面内调整后侧圆弧形导轨(26)前后相对设置，且该段面内调整前侧圆弧形导轨(28)固定在直线调整框架(12)的前侧面上，该段面内调整后侧圆弧形导轨(26)固定在直线调整框架(12)的后侧面上，该段面内调整前侧圆弧形导轨(28)上套装有一对与其滑动连接的面内调整前侧导轨滑块(27)，该段面内调整后侧圆弧形导轨(26)上套装有一对与其滑动连接的面内调整后侧导轨滑块(29)，该对面内调整前侧导轨滑块(27)与面内调整前侧护板(9)固接，该对面内调整后侧导轨滑块(29)与面内调整后侧护板(17)固接；面内调整微驱动器(15)与面内调整后侧护板(17)固接，面内调整微驱动器(15)通过面内微驱动器连接件(14)固接于直线调整框架(12)的后侧；

直线调整微驱动器(30)的前部与直线调整框架(12)的下端面固接，直线调整微驱动器(30)的后部固定在调整基座(13)的上端面上，一段左直线导轨(65)和一段右直线导轨(67)均沿调整基座(13)的宽度方向设置，该段左直线导轨(65)与调整基座(13)上端面的左端固接，该段右直线导轨(67)与调整基座(13)上端面的右端固接，该段左直线导轨(65)上套装有一对与其滑动连接的左直线导轨滑块(66)，该段右直线导轨(67)上套装有一对与其滑动连接的右直线导轨滑块(68)，一对左直线导轨滑块(66)和一对右直线导轨滑块(68)均与直线调整框架(12)的下端面固接。

2.根据权利要求1所述拼接光栅的高精密位姿调整装置，其特征在于：俯仰调整微驱动器(5)由俯仰步进电机(33)、俯仰电机座(34)、俯仰电机联轴器(35)、俯仰轴承座(36)、俯仰滚珠丝杠(37)、俯仰丝杠螺母(38)、俯仰基准平面托板(39)、俯仰微驱动器导轨滑块(49)、俯仰微驱动器直线导轨(52)、俯仰调整锁紧垫板(50)、俯仰调整锁紧板(48)、俯仰立柱平面板(40)、俯仰钢球(41)、俯仰弹簧(47)、俯仰钢球座(42)、俯仰钢球托板(46)、俯仰推板(43)、俯仰调整连接弯板(44)、俯仰微驱动器基座(51)、四个俯仰第一挂簧螺钉(45)和四个俯仰第二挂簧螺钉(69)组成；

俯仰步进电机(33)的输出端通过俯仰电机联轴器(35)与俯仰滚珠丝杠(37)的一端传动连接，俯仰滚珠丝杠(37)通过俯仰轴承座(36)支撑，俯仰滚珠丝杠(37)通过俯仰丝杠螺母(38)与俯仰基准平面托板(39)的一端连接，俯仰步进电机(33)与俯仰轴承座(36)均固装在俯仰电机座(34)上，俯仰基准平面托板(39)和俯仰微驱动器导轨滑块(49)均与俯仰调整锁紧板(48)固接，俯仰微驱动器直线导轨(52)沿俯仰滚珠丝杠(37)的轴向固定在俯仰微驱动器基座(51)的上端面上，俯仰调整锁紧板(48)安装在俯仰调整锁定垫板(50)上，俯仰调整锁紧垫板(50)与俯仰电机座(34)均固装在俯仰微驱动器基座(51)上，俯仰基准平面托板(39)的另一端与俯仰立柱平面板(40)的一侧面固接，俯仰立柱平面板(40)的上端面和下端面各分别固定有两个俯仰第一挂簧螺钉(45)，俯仰钢球座(42)设有内台肩孔，俯仰钢球座(42)的内台肩孔的一端通过俯仰钢球托板(46)的一侧面封堵，俯仰钢球(41)装在俯仰钢球座(42)的内台肩孔内，俯仰钢球(41)露出俯仰钢球座(42)外的球面与俯仰立柱平面板(40)的另一侧面接触，俯仰推板(43)的一侧面与俯仰钢球托板(46)的另一侧面固接，俯仰推板(43)的另一侧面与俯仰调整连接弯板(44)的一端固接，俯仰推板(43)的上端面和下端面各分别固定有两个俯仰第二挂簧螺钉(69)，每个俯仰第一挂簧螺钉(45)与相对应的俯仰第二挂簧螺钉(69)通过一个俯仰弹簧(47)连接，俯仰调整连接弯板(44)通过俯仰调整连接件(4)与偏摆调整框架(8)的右侧固接。

3.根据权利要求1所述拼接光栅的高精密位姿调整装置，其特征在于：偏摆调整微驱动器(2)由偏摆步进电机(70)、偏摆电机座(71)、偏摆电机联轴器(72)、偏摆轴承座(73)、偏摆滚珠丝杠(74)、偏摆丝杠螺母(75)、偏摆基准平面托板(76)、偏摆微驱动器导轨滑块(77)、偏摆微驱动器直线导轨(78)、偏摆调整锁紧垫板(79)、偏摆调整锁紧板(80)、偏摆立柱平面板(81)、偏摆钢球(82)、偏摆弹簧(83)、偏摆钢球座(84)、偏摆钢球托板(85)、偏摆推板(86)、偏摆调整连接弯板(87)、偏摆微驱动器基座(88)、四个偏摆第一挂簧螺钉(89)和四个偏摆第二挂簧螺钉(90)组成；

偏摆步进电机(70)的输出端通过偏摆电机联轴器(72)与偏摆滚珠丝杠(74)的一端传动连接，偏摆滚珠丝杠(74)通过偏摆轴承座(73)支撑，偏摆滚珠丝杠(74)通过偏摆丝杠螺母(75)与偏摆基准平面托板(76)的一端连接，偏摆步进电机(70)与偏摆轴承座(73)均固装在偏摆电机座(71)上，偏摆基准平面托板(76)和偏摆微驱动器导轨滑块(77)均与偏摆调整锁紧板(80)固接，偏摆微驱动器直线导轨(78)沿偏摆滚珠丝杠(74)的轴向固定在偏摆微驱动器基座(88)的上端面上，偏摆调整锁紧板(80)安装在偏摆调整锁定垫板(79)上，偏摆调整锁紧垫板(79)与偏摆电机座(71)均固装在偏摆微驱动器基座(88)上，偏摆基准平面托板(76)的另一端与偏摆立柱平面板(81)的一侧面固接，偏摆立柱平面板(81)的上端面和下端面各分别固定有两个偏摆第一挂簧螺钉(89)，偏摆钢球座(84)设有内台肩孔，偏摆钢球座(84)的内台肩孔的一端通过偏摆钢球托板(85)的一侧面封堵，偏摆钢球(82)装在偏摆钢球座(84)的内台肩孔内，偏摆钢球(82)露出偏摆钢球座(84)外的球面与偏摆立柱平面板(81)的另一侧面接触，偏摆推板(86)的一侧面与偏摆钢球托板(85)的另一侧面固接，偏摆推板(86)的另一侧面与偏摆调整连接弯板(87)的一端固接，偏摆推板(86)的上端面和下端面各分别固定有两个偏摆第二挂簧螺钉(90)，每个偏摆第一挂簧螺钉(89)与相对应的偏摆第二挂簧螺钉(90)通过一个偏摆弹簧(83)连接，偏摆调整连接弯板(87)与偏摆调整支柱(3)固接。

4.根据权利要求1所述拼接光栅的高精密位姿调整装置，其特征在于：面内调整微驱动器(15)由面内步进电机(91)、面内电机座(92)、面内电机联轴器(93)、面内轴承座(94)、面内滚珠丝杠(95)、面内丝杠螺母(96)、面内基准平面托板(97)、面内微驱动器导轨滑块(98)、面内微驱动器直线导轨(99)、面内调整锁紧垫板(100)、面内调整锁紧板(101)、面内立柱平面板(102)、面内钢球(103)、面内弹簧(104)、面内钢球座(105)、面内钢球托板(106)、面内推板(107)、面内调整连接弯板(108)、面内微驱动器基座(109)、四个面内第一挂簧螺钉(100)和四个面内第二挂簧螺钉(111)组成；

面内步进电机(91)的输出端通过面内电机联轴器(93)与面内滚珠丝杠(95)的一端传动连接，面内滚珠丝杠(95)通过面内轴承座(94)支撑，面内滚珠丝杠(95)通过面内丝杠螺母(96)与面内基准平面托板(97)的一端连接，面内步进电机(91)与面内轴承座(94)均固装在面内电机座(92)上，面内基准平面托板(97)和面内微驱动器导轨滑块(98)均与面内调整锁紧板(101)固接，面内微驱动器直线导轨(99)沿面内滚珠丝杠(95)的轴向固定在面内微驱动器基座(109)的上端面上，面内调整锁紧板(101)安装在面内调整锁定垫板(100)上，面内调整锁紧垫板(100)与面内电机座(92)均固装在面内微驱动器基座(109)上，面内基准平面托板(97)的另一端与面内立柱平面板(102)的一侧面固接，面内立柱平面板(102)的上端面和下端面各分别固定有两个面内第一挂簧螺钉(110)，面内钢球座(105)设有内台肩孔，面内钢球座(105)的内台肩孔的一端通过面内钢球托板(106)的一侧面封堵，面内钢球(103)装在面内钢球座(105)的内台肩孔内，面内钢球(103)露出面内钢球座(105)外的球面与面内立柱平面板(102)的另一侧面接触，面内推板(107)的一侧面与面内钢球托板(106)的另一侧面固接，面内推板(107)的另一侧面与面内调整连接弯板(108)的一端固接，面内推板(107)的上端面和下端面各分别固定有两个面内第二挂簧螺钉(111)，每个面内第一挂簧螺钉(110)与相对应的面内第二挂簧螺钉(111)通过一个面内弹簧(104)连接，面内调整连接弯板(108)与面内调整支柱(3)固接。

5.根据权利要求1、2、3或4所述拼接光栅的高精密位姿调整装置，其特征在于：直线调整微驱动器(30)由直线调整步进电机(112)、直线调整电机座(53)、直线调整电机联轴器(54)、直线调整轴承座(55)、直线调整基座(56)、直线调整丝杠座(57)、直线调整丝杠螺母(59)和直线调整滚珠丝杠(60)组成；

直线调整步进电机(112)的输出端通过直线调整电机联轴器(54)与直线调整滚珠丝杠(60)的一端传动连接，直线调整滚珠丝杠(60)通过直线调整轴承座(55)支撑，直线调整步进电机(112)和直线调整轴承座(55)均与直线调整电机座(53)固接，直线调整电机座(53)固装在直线调整基座(56)上，直线调整丝杠螺母(59)与直线调整滚珠丝杠(60)螺纹连接，直线调整丝杠座(57)的一端与直线调整丝杠螺母(59)固接，直线调整丝杠座(57)的另一端通过面内微驱动器连接件(14)固接于直线调整框架(12)的后侧面上。

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