CN102954323B - 一种用于柔顺机构微动平台的可控楔块预紧机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于柔顺机构微动平台的可控楔块预紧机构，包括千分尺、基座、弹簧、竖动楔块、横动楔块、压电陶瓷与平台。在安装和拆卸压电陶瓷时，只需拧动千分尺即可完成，调整维修方便，预紧平稳。由千分尺可以实时准确的控制预紧的程度，避免了预紧的盲目性。竖动楔块斜面高度小于横动楔块斜面高度，从而增大了预紧范围。该用于柔顺机构微动平台的可控楔块预紧机构是独立模块，不影响平台的加工。

Description

一种用于柔顺机构微动平台的可控楔块预紧机构
技术领域
本发明涉及柔顺机构的微动平台技术领域，特别涉及一种用于柔顺机构微动平台的可控楔块预紧机构。
背景技术
柔顺机构微动平台常用压电陶瓷作为驱动，压电陶瓷的安装对平台的性能具有很大的影响，使用楔块预紧机构进行压电陶瓷的预紧可消除压电陶瓷和平台间的间隙。
已有的楔块预紧机构在安装时具有盲目性，不能准确控制预紧的程度，预紧过度易使平台超过最大的行程，严重时则导致柔顺铰链发生屈曲，预紧不足则无法起到消除间隙的目的。利用摩擦自锁的原理，楔块斜面的角度需大于自锁角度从而使楔块机构能够自锁，但预紧范围小；且安装拆卸时需使用特殊的工具进行辅助，使用不方便。另外，有些楔块预紧机构在平台的机体上加工螺钉孔，影响了平台整体应力分布。
发明内容
本发明的发明目的是针对现有柔顺机构微动平台预紧的技术不足，提供一种用于柔顺机构微动平台的可控楔块预紧机构，该预紧机构安装拆卸方便、能准确实时控制预紧程度、预紧范围大且不影响平台加工。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
提供一种用于柔顺机构微动平台的可控楔块预紧机构，包括千分尺、基座、弹簧、竖动楔块、横动楔块、压电陶瓷与平台；平台上开有凹槽，基座、横动楔块与压电陶瓷设于凹槽内，且基座与凹槽一侧的内壁贴合，压电陶瓷与凹槽另一侧的内壁贴合；基座内空，一侧侧壁设有缺口；横动楔块设于基座与压电陶瓷之间并与压电陶瓷贴合，且横动楔块部分安装于基座的缺口内，横动楔块能够沿着基座内底部的横壁滑动；基座上还钻有通孔，千分尺通过过盈配合安装在通孔内；竖动楔块与千分尺末端连接，竖动楔块还通过弹簧与基座连接，且竖动楔块能够沿着基座另一侧的内壁滑动；横动楔块的斜面与竖动楔块的斜面倒向贴合。
优选地，设预紧力为F，平台的刚度为K，千分尺读到的位移差为y，竖动楔块斜面的倾角为θ，由楔块几何关系和胡克定律易知：                                                。通过千分尺1就可以控制预紧的程度；竖动楔块斜面和横动楔块斜面的倾角相同，所述倾角θ为80°～87°。
优选地，所述横动楔块部分通过间隙配合安装在上述缺口内。
优选地，竖动楔块还包括上端面与下端面，且其上端的宽度大于下端的宽度；横动楔块也包括上端面与下端面，且其上端的宽度小于下端的宽度。
优选地，所述竖动楔块的高度小于横动楔块的高度。
优选地，凹槽横向宽度小于压电陶瓷长度、横动楔块的上端宽度、竖动楔块上端宽度和基座右壁厚度之和。横动楔块在平台回复力的作用下向右移动，实现对压电陶瓷的平稳拆卸。
优选地，千分尺的行程大于基座内腔的高度与竖动楔块的高度之差。
优选地，弹簧的长度小于基座内腔的高度与竖动楔块高度及横动楔块高度之差。竖动楔块在弹簧回复力作用下向上移动，实现对压电陶瓷的平稳拆卸。
本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
本发明用于柔顺机构微动平台的可控楔块预紧机构，在安装和拆卸压电陶瓷时，只需拧动千分尺即可完成，调整维修方便，预紧平稳。由千分尺可以实时准确的控制预紧的程度，避免了预紧的盲目性。竖动楔块斜面高度小于横动楔块斜面高度，从而增大了预紧范围。该用于柔顺机构微动平台的可控楔块预紧机构是独立模块，不影响平台的加工。
附图说明
图1是本发明用于柔顺机构微动平台的可控楔块预紧机构结构示意图；
图2是基座的主视图；
图3是基座的右视图；
图4是竖动楔块的主视图；
图5是竖动楔块的右视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的发明目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。除非特别说明，本发明采用的材料和加工方法为本技术领域常规材料和加工方法。
如图1所示，用于柔顺机构微动平台的可控楔块预紧机构包括千分尺1、基座2、弹簧3、竖动楔块4、横动楔块5、压电陶瓷6与平台7。平台7上开有凹槽71，基座2、横动楔块5与压电陶瓷6设于凹槽71内，且基座2与凹槽71左侧的内壁贴合，压电陶瓷6与凹槽71右侧的内壁贴合。横动楔块5设于基座2与压电陶瓷6之间并与压电陶瓷6贴合。基座2内空，其左侧壁设有缺口21，横动楔块5部分通过间隙配合安装于该缺口21内，且横动楔块5可沿着基座2内腔底部的横壁滑动。基座2上钻有通孔，千分尺1通过过盈配合安装在通孔内；竖动楔块4与千分尺1末端连接并通过弹簧3与基座2连接，且竖动楔块4可沿着基座内腔的右侧壁滑动；横动楔块5的斜面与竖动楔块4的斜面倒向贴合。
竖动楔块4上端的宽度大于下端的宽度，横动楔块5上端的宽度小于下端的宽度，竖动楔块4和横动楔块5斜面的倾角角度相同。竖动楔块4的高度小于横动楔块5的高度。凹槽71的横向宽度小于压电陶瓷6的长、横动楔块5斜面上端宽度、竖动楔块4上端宽度与基座2右壁厚度之和。千分尺1的行程大于基座2内腔的高度与竖动楔块4的高度之差。弹簧3的长度小于基座2内腔高度与竖动楔块4高度及横动楔块5高度之差。
安装时，顺时针拧动千分尺1带动竖动楔块4垂直向下移动，通过斜面的作用推动横动楔块5水平向左移动，实现对压电陶瓷6的平稳预紧。由楔块几何关系和胡克定律易知：；其中，y由千分尺读到的位移差，θ是楔块的倾斜角，K是平台的刚度，F是预紧力。通过千分尺1就可以控制预紧的程度。
拆卸时，逆时针卸拧动千分尺1，竖动楔块4在弹簧3回复力作用下向上移动，横动楔块5在平台7回复力的作用下向右移动，实现对压电陶瓷的平稳拆卸。
上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (8)

1.一种用于柔顺机构微动平台的可控楔块预紧机构，其特征在于：包括千分尺、基座、弹簧、竖动楔块、横动楔块、压电陶瓷与平台；平台上开有凹槽，基座、横动楔块与压电陶瓷设于凹槽内，且基座与凹槽一侧的内壁贴合，压电陶瓷与凹槽另一侧的内壁贴合；基座内空，其一侧侧壁设有缺口；横动楔块设于基座与压电陶瓷之间并与压电陶瓷贴合，且横动楔块部分安装于基座的缺口内，横动楔块能够沿着基座内的底部滑动；基座上还钻有通孔，千分尺通过过盈配合安装在通孔内；竖动楔块与千分尺末端连接，竖动楔块还通过弹簧与基座连接，且竖动楔块能够沿着基座另一侧的内侧壁上下滑动；横动楔块的斜面与竖动楔块的斜面倒向贴合。
2.根据权利要求1所述的用于柔顺机构微动平台的可控楔块预紧机构，其特征在于：设预紧力为F，平台的刚度为K，千分尺读到的位移差为y，竖动楔块斜面的倾角为θ，由楔块几何关系和胡克定律易知：；竖动楔块斜面和横动楔块斜面的倾角相同，所述倾角θ为80°～87°。
3.根据权利要求1所述的用于柔顺机构微动平台的可控楔块预紧机构，其特征在于：所述横动楔块部分通过间隙配合安装在上述缺口内。
4.根据权利要求1所述的用于柔顺机构微动平台的可控楔块预紧机构，其特征在于：竖动楔块还包括上端面与下端面，且其上端的宽度大于下端的宽度；横动楔块也包括上端面与下端面，且其上端的宽度小于下端的宽度。
5.根据权利要求1所述的用于柔顺机构微动平台的可控楔块预紧机构，其特征在于：所述竖动楔块的高度小于横动楔块的高度。
6.根据权利要求1所述的用于柔顺机构微动平台的可控楔块预紧机构，其特征在于：凹槽横向宽度小于压电陶瓷长度、横动楔块的上端宽度、竖动楔块上端宽度和基座右壁厚度之和。
7.根据权利要求1所述的用于柔顺机构微动平台的可控楔块预紧机构，其特征在于：千分尺的行程大于基座内腔的高度与竖动楔块的高度之差。
8.根据权利要求1-7任一项所述的用于柔顺机构微动平台的可控楔块预紧机构，其特征在于：弹簧的长度小于基座内腔的高度与竖动楔块高度及横动楔块高度之差。
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