CN105065871B - 一种用于超精密仪器的分度装置 - Google Patents
一种用于超精密仪器的分度装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105065871B CN105065871B CN201510468130.2A CN201510468130A CN105065871B CN 105065871 B CN105065871 B CN 105065871B CN 201510468130 A CN201510468130 A CN 201510468130A CN 105065871 B CN105065871 B CN 105065871B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- leading screw
- clasp nut
- outer land
- interior
- general assembly
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于超精密仪器的分度装置，是设置在工作台上，其特征包括：电动机、谐波减速器、丝杠、承重装置、滚轮导轨、开合螺母副、拉杆、内外台总装、导轨总装、分度器和丝杠支撑座；分度装置根据分度器获得电动机的转速，并驱动谐波减速器进行减速旋转，从而带动丝杠转动，使得开合螺母副通过拉杆能带动内外台总装形成前后移动结构。本发明能降低由回转运动变直线运动所产生的误差，从而提高超精密仪器分度系统的精度。
Description
技术领域
本发明属于超精密仪器领域，具体地说是一种用于超精密仪器的分度装置。
背景技术
随着航空航天、国防工业、微电子工业、现代医学以及生物工程技术的发展.对精密/超精密机械零件(特征尺寸在微米级到毫米级)；的需求日益迫切。其结构形状的特异化、零件材料的多样化、尺寸与表面质量的高精度化成为高精密机械零件及其微型装置及设备的显著特征，在使用功能、材料特性、结构形状、可靠性等方面的要求也越来越高。
其超精密仪器由动力系统、分度系统、控制系统以及监视系统等5个部分组成。其中分度系统是超精密仪器最为关键的部分，而提高超精密仪器分度系统的精度显得特别重要。然而现有的超精密仪器的分度系统大多数采用蜗轮蜗杆机构进行传动，即将电机的回转运动通过蜗轮蜗杆机构转变为分度方向的直线运动，这样就导致了分度系统存在的固有误差，进而影响超精密仪器的加工精度；再者就是丝杠螺母副传动机构的承重装置较为庞大且复杂，增加了提高精度等级的困难。
发明内容
本发明为了克服现有技术存在的不足之处，提出一种用于超精密仪器的分度装置，以期能降低由回转运动变直线运动所产生的误差，从而提高超精密仪器分度系统的精度。
本发明为达到上述发明目的采用如下技术方案：
本发明一种用于超精密仪器的分度装置，是设置在工作台上，其结构特点包括：电动机、谐波减速器、丝杠、承重装置、滚轮导轨、开合螺母副、拉杆、内外台总装、导轨总装、分度器和丝杠支撑座；
所述电动机的输出轴与所述丝杠通过所述谐波减速器串联连接；所述丝杠支撑座分别位于所述丝杠的两端；并在所述丝杠上，处于所述两端丝杠支撑座之间分别设置有所述承重装置和开合螺母副；在所述丝杠的前端设置有所述分度器；所述开合螺母副通过连接杆和滚轮能在所述滚轮导轨上做直线运动；所述开合螺母副与所述内外台总装通过所述拉杆串联连接；所述内外台总装能在所述导轨总装上做直线运动；
所述分度装置是根据所述分度器获得所述电动机的转速，并驱动所述谐波减速器进行减速旋转，从而带动所述丝杠转动，使得所述开合螺母副通过拉杆能带动所述内外台总装形成前后移动结构。
本发明所述的用于超精密仪器的分度装置的结构特点也在于：
所述工作台采用花岗岩材料，并在所述内外台总装处设置有一定的坡度，使得所述谐波减速器、丝杠和内外台总装处于同一平面上。
所述承重装置包括：第一上下式的开合螺母、立柱、连接杆套和弹簧；所述第一上下式的开合螺母的两侧分别通过所述连接杆套进行夹持固定，在所述第一上下式的开合螺母的两侧分别设置有所述立柱；在所述连接杆套中内置有弹簧，并分别套装在所述立柱上，以所述弹簧支撑所述连接杆套形成所述第一上下式的开合螺母的承重结构。
所述分度器包括：分度仪、卡槽座和U型基座；
所述分度仪设置在所述U型基座的中间位置处，所述U型基座的两端固定在所述卡槽座上；所述分度仪与所述丝杠之间通过球形传感器相连，用于获得所述丝杠的转动角度，从而得知所述电机的转速。
所述内外台总装包括内台、凹形外台和压电驱动器；所述内台置于所述凹形外台中，并通过弹性钢片连接，在所述内台和凹形外台之间设置有所述压电驱动器；以所述压电驱动器调节所述内台在所述凹形外台中的位置从而形成内台的定位结构。
所述开合螺母副包括：第二上下式的开合螺母、连接机构、U型套杆和弹性钢片；
在所述第二上下式的开合螺母的上下两侧分别套有所述U型套杆；所述第二上下式的开合螺母上侧的U型套杆通过所述连接机构固定在所述第二上下式的开合螺母上；所述上下两侧的U型套杆通过所述弹性钢片与所述拉杆相连，从而形成所述开合螺母副与所述拉杆的联动结构。
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
1、本发明通过采用谐波减速器、电机、丝杠螺母副和内外台总装的串联机制，相比使用体积较大的蜗轮蜗杆机构而言，不仅使其精度得到了提高，而且大大降低了成本，减小了所占空间；整体装置实现了工作台的粗定位和精定位俩个重要分度动作，其粗定位由谐波减速器和丝杠螺母副完成，精定位由内外台之间的压电驱动器调整二者的相对位置，最终实现内台的精定位，两者结合提高了装置的定位精度；中间采用丝杠和丝杠螺母副传动机构，大大降低了传动速度，从而提高了传动精度；
2、本发明中谐波减速器具有体积小、运动平稳和精度高的特点，其避免了因回转运动经过机械传动链转换成直线运动后，由传动链以及工作台导轨带来的误差，从而提高了装置的精度等级；
3、本发明通过采用的承重机构，大大的减轻了丝杠的重量，让其作用在工作台上，从而减小了丝杠的回转误差；
4、本发明在开合螺母副处设置了滚轮滚动的直线轨道，其减小了开合螺母副移动时的摩擦阻力，防止其产生侧向误差等；
5、本发明通过采用结构设计上采用平面布置方案，其符合阿贝原则，避免了因导轨误差而引起的一次性测量误差；而且其内外台的相对移动采用的滚轮滑动，在最大程度上减小因导轨副的动、静摩擦系数的差异带来的“爬行”问题；
6、本发明通过采用分度装置在丝杠与内外台总装间的结构，在丝杠近内外台总装端，可以精确定的确定丝杠转动角度，进一步提高了丝杠传动精度。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为图1中A的局部放大示意图；
图3为本发明承重装置的放大示意图；
图4为图1中B的局部放大示意图；
图5为本发明分度器的放大示意图；
图6为本发明导轨总装一侧的放大示意图；
图中序号：1电机；2谐波齿轮减速器；2-1波发生器；2-2柔轮；2-3刚轮；3丝杠；4承重装置；4-1第一上下式的开合螺母；4-2立柱；4-3连接杆套；4-4弹簧；5滚轮导轨；6开合螺母副；6-1第二上下式的开合螺母；6-2连接机构；6-3U型套杆；6-4滚轮；6-5弹性钢片；6-6内滚轮导轨；7拉杆；8内外台总装；9导轨总装；9-1外台卡槽座；9-2立座；9-3垫片；9-4方型座；10工作台；11分度器；11-1分度仪；11-2卡槽座；11-3U型基座；12丝杠支撑座。
具体实施方式
参见图1～6，本实施例中，一种用于超精密仪器的分度装置，是设置在工作台上，包括：1电机、2谐波减速器(2-1波发生器、2-2柔轮、2-3刚轮)、3丝杠、4承重装置、5滚轮导轨、6开合螺母副、7拉杆、8内外台总装、9导轨总装、11分度器和12丝杠支撑座；
参见图2和图6，电机1的输出轴与丝杠3通过谐波减速器2串联连接，大大降低了回转运动转为直线运动产生的误差；丝杠支撑座分别位于丝杠3的两端；并在丝杠3上，处于两端丝杠支撑座之间分别设置有承重装置4和开合螺母副6；在丝杠3的前端设置有分度器11；开合螺母副6通过连接杆和滚轮能在滚轮导轨5上做直线运动；开合螺母副6与内外台总装8通过拉杆7串联连接；内外台总装8能在导轨总装9上做直线运动；
参见图5和图1，根据分度器11获得所述电动机1的转速，并驱动所述谐波减速器2进行减速旋转，从而带动所述丝杠3转动，使得所述开合螺母副6通过拉杆7能带动所述内外台总装8形成前后移动结构。
其中，谐波减速器2、开合螺母副6和内外台总装8三者根据阿贝原则固定在隔振的工作台10上，且工作台10且采用花岗岩材料，并在内外台总装处设置有一定的坡度，使得谐波减速器2、丝杠3和内外台总装8处于同一平面上。其工作台的粗定位，由谐波齿轮减速器2和丝杠螺母副6完成，谐波齿轮减速器作用是降低丝杠转速，同时带动丝杠推动开合螺母并由螺母拉动工作台做直线运动；
参见图3，承重装置4包括：第一上下式的开合螺母4-1、立柱4-2、连接杆套4-3和弹簧4-4；第一上下式的开合螺母4-1的两侧分别通过连接杆套4-3进行夹持固定，在第一上下式的开合螺母4-1的两侧分别设置有立柱4-2；在连接杆套4-3中内置有弹簧4-4，并分别套装在立柱4-2上，以弹簧4-4支撑连接杆套4-3形成第一上下式的开合螺母4-1的承重结构。其在丝杠3运转过程中，有效的将系统外的影响因子振动，通过其承重装置4传到工作台10上，达到减振的作用。
分度器11包括：分度仪11-1、卡槽座11-2和U型基座11-3；分度仪11-1设置在U型基座11-3的中间位置处，U型基座11-3的两端固定在卡槽座11-2上；分度仪11-1与丝杠3之间通过球形传感器相连，用于获得丝杠3的转动角度，从而得知电机1的转速。
内外台总装8包括内台、凹形外台和压电驱动器；内台置于凹形外台中，并通过弹性钢片连接，在内台和凹形外台之间设置有压电驱动器；以压电驱动器调节内台在凹形外台中的位置从而形成内台的定位结构，最终实现了工作台的精定位，通过工作台的粗定位和内台的精定位进而完成超精密仪器的分度动作；提高了超精密仪器分度系统的机械结构装置的精度，减小了因回转运动变为直线运动所产生的误差。
参见图4，开合螺母副6包括：第二上下式的开合螺母6-1、连接机构6-2、U型套杆6-3和弹性钢片6-5；在第二上下式的开合螺母6-1的上下两侧分别套有U型套杆6-3；第二上下式的开合螺母6-1上侧的U型套杆6-3通过连接机构6-2固定在第二上下式的开合螺母6-1上；上下两侧的U型套杆6-3通过弹性钢片6-5与拉杆7相连，从而形成开合螺母副6与拉杆7的联动结构。具体动作是丝杠转动带动第二上下式开合螺母副6-1通过支撑杆上滚轮在内滚轮导轨上滚动，其第二上下式开合螺母副6-1带动连接拉杆7的U型套杆6-3移动，最终通过拉杆7带动内外台总装8实现目标移动。
Claims (6)
1.一种用于超精密仪器的分度装置，是设置在工作台(10)上，其特征包括：电动机(1)、谐波减速器(2)、丝杠(3)、承重装置(4)、滚轮导轨(5)、开合螺母副(6)、拉杆(7)、内外台总装(8)、导轨总装(9)、分度器(11)和丝杠支撑座；
所述电动机(1)的输出轴与所述丝杠(3)通过所述谐波减速器(2)串联连接；所述丝杠支撑座分别位于所述丝杠(3)的两端；并在所述丝杠(3)上，处于所述两端丝杠支撑座之间分别设置有所述承重装置(4)和开合螺母副(6)；在所述丝杠(3)的前端设置有所述分度器(11)；所述开合螺母副(6)通过连接杆和滚轮能在所述滚轮导轨(5)上做直线运动；所述开合螺母副(6)与所述内外台总装(8)通过所述拉杆(7)串联连接；所述内外台总装(8)能在所述导轨总装(9)上做直线运动；
所述分度装置是根据所述分度器(11)获得所述电动机(1)的转速，并驱动所述谐波减速器(2)进行减速旋转，从而带动所述丝杠(3)转动，使得所述开合螺母副(6)通过拉杆(7)能带动所述内外台总装(8)形成前后移动结构。
2.根据权利要求1所述的用于超精密仪器的分度装置，其特征是：所述工作台(10)采用花岗岩材料，并在所述内外台总装(8)处设置有一定的坡度，使得所述谐波减速器(2)、丝杠(3)和内外台总装(8)处于同一平面上。
3.根据权利要求1所述的用于超精密仪器的分度装置，其特征是：所述承重装置(4)包括：第一上下式的开合螺母(4-1)、立柱(4-2)、连接杆套(4-3)和弹簧(4-4)；所述第一上下式的开合螺母(4-1)的两侧分别通过所述连接杆套(4-3)进行夹持固定，在所述第一上下式的开合螺母(4-1)的两侧分别设置有所述立柱(4-2)；在所述连接杆套(4-3)中内置有弹簧(4-4)，并分别套装在所述立柱(4-2)上，以所述弹簧(4-4)支撑所述连接杆套(4-3)形成所述第一上下式的开合螺母(4-1)的承重结构。
4.根据权利要求1所述的用于超精密仪器的分度装置，其特征是：所述分度器(11)包括：分度仪(11-1)、卡槽座(11-2)和U型基座(11-3)；
所述分度仪(11-1)设置在所述U型基座(11-3)的中间位置处，所述U型基座(11-3)的两端固定在所述卡槽座(11-2)上；所述分度仪(11-1)与所述丝杠(3)之间通过球形传感器相连，用于获得所述丝杠(3)的转动角度，从而得知电机(1)的转速。
5.根据权利要求1所述的用于超精密仪器的分度装置，其特征是：所述内外台总装(8)包括内台、凹形外台和压电驱动器；所述内台置于所述凹形外台中，并通过弹性钢片连接，在所述内台和凹形外台之间设置有所述压电驱动器；以所述压电驱动器调节所述内台在所述凹形外台中的位置从而形成内台的定位结构。
6.根据权利要求1所述的用于超精密仪器的分度装置，其特征是：所述开合螺母副(6)包括：第二上下式的开合螺母(6-1)、连接机构(6-2)、U型套杆(6-3)和弹性钢片(6-5)；
在所述第二上下式的开合螺母(6-1)的上下两侧分别套有所述U型套杆(6-3)；所述第二上下式的开合螺母(6-1)上侧的U型套杆(6-3)通过所述连接机构(6-2)固定在所述第二上下式的开合螺母(6-1)上；所述上下两侧的U型套杆(6-3)通过所述弹性钢片(6-5)与所述拉杆(7)相连，从而形成所述开合螺母副(6)与所述拉杆(7)的联动结构。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510468130.2A CN105065871B (zh) | 2015-07-29 | 2015-07-29 | 一种用于超精密仪器的分度装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510468130.2A CN105065871B (zh) | 2015-07-29 | 2015-07-29 | 一种用于超精密仪器的分度装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105065871A CN105065871A (zh) | 2015-11-18 |
| CN105065871B true CN105065871B (zh) | 2017-01-25 |
Family
ID=54495317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510468130.2A Active CN105065871B (zh) | 2015-07-29 | 2015-07-29 | 一种用于超精密仪器的分度装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105065871B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107830138A (zh) * | 2017-10-13 | 2018-03-23 | 苏州圣亚精密机械有限公司 | 一种精密机械传动装置 |
| CN110716254A (zh) * | 2019-09-26 | 2020-01-21 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 采用超声减摩技术的光栅刻划机分度系统宏定位执行机构 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3119307A (en) * | 1960-10-14 | 1964-01-28 | Kearney & Trecker Corp | Automatic backlash eliminator |
| US4232562A (en) * | 1978-11-16 | 1980-11-11 | California Institute Of Technology | Lead screw linear actuator |
| CN1669769A (zh) * | 2004-03-18 | 2005-09-21 | 发那科株式会社 | 注塑成形机的注射单元 |
| CN201090697Y (zh) * | 2007-09-11 | 2008-07-23 | 常州市凯迪电器有限公司 | 滚珠丝杆式电动推杆 |
| CN201106088Y (zh) * | 2007-09-06 | 2008-08-27 | 福建红旗股份有限公司 | 电脑加针机针床横移控制机构 |
| CN201827266U (zh) * | 2010-05-21 | 2011-05-11 | 北京工业大学 | 通用型机械式自动变速器离合器电动执行机构 |
| CN201950933U (zh) * | 2011-01-05 | 2011-08-31 | 广东隆兴包装实业有限公司 | 曲面印刷机的位移印刷压紧力与消除间隙公差装置 |
| CN102366889A (zh) * | 2011-09-21 | 2012-03-07 | 李忠绪 | 用于球面切削的高速精密自动化数控机床 |
| CN204986255U (zh) * | 2015-07-29 | 2016-01-20 | 合肥工业大学 | 一种用于超精密仪器的分度装置 |
-
2015
- 2015-07-29 CN CN201510468130.2A patent/CN105065871B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3119307A (en) * | 1960-10-14 | 1964-01-28 | Kearney & Trecker Corp | Automatic backlash eliminator |
| US4232562A (en) * | 1978-11-16 | 1980-11-11 | California Institute Of Technology | Lead screw linear actuator |
| CN1669769A (zh) * | 2004-03-18 | 2005-09-21 | 发那科株式会社 | 注塑成形机的注射单元 |
| CN201106088Y (zh) * | 2007-09-06 | 2008-08-27 | 福建红旗股份有限公司 | 电脑加针机针床横移控制机构 |
| CN201090697Y (zh) * | 2007-09-11 | 2008-07-23 | 常州市凯迪电器有限公司 | 滚珠丝杆式电动推杆 |
| CN201827266U (zh) * | 2010-05-21 | 2011-05-11 | 北京工业大学 | 通用型机械式自动变速器离合器电动执行机构 |
| CN201950933U (zh) * | 2011-01-05 | 2011-08-31 | 广东隆兴包装实业有限公司 | 曲面印刷机的位移印刷压紧力与消除间隙公差装置 |
| CN102366889A (zh) * | 2011-09-21 | 2012-03-07 | 李忠绪 | 用于球面切削的高速精密自动化数控机床 |
| CN204986255U (zh) * | 2015-07-29 | 2016-01-20 | 合肥工业大学 | 一种用于超精密仪器的分度装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105065871A (zh) | 2015-11-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN206573137U (zh) | 一种自动化操控试验平台 | |
| CN106124157B (zh) | 一种用于高超声速风洞多体分离试验的空间六自由度机构 | |
| CN104006964B (zh) | 谐波传动轮齿啮合及柔轮变形动力学特性测试系统 | |
| CN205786257U (zh) | 一种薄膜表面摩擦系数测试装置 | |
| CN102967828A (zh) | 一种测力台架 | |
| CN109406137B (zh) | 一种转动轮螺旋轮传动试验台 | |
| CN105065871B (zh) | 一种用于超精密仪器的分度装置 | |
| CN102935901B (zh) | 二维主动跟随减重吊挂装置 | |
| CN103557820B (zh) | 高稳定的长悬臂式三坐标测量机 | |
| CN105581562A (zh) | 电动摇篮的驱动装置 | |
| CN103406277B (zh) | 一种托辊式双向转辙器 | |
| CN203622509U (zh) | 立式角度切割机 | |
| CN108216667A (zh) | 一种多自由度无人机航拍自稳云台 | |
| CN103645025B (zh) | 基于凸轮机构的三向振动试验机 | |
| CN202966679U (zh) | 一维主动跟随减重吊挂装置 | |
| CN102910300B (zh) | 一维主动跟随减重吊挂装置 | |
| CN202247233U (zh) | 一种具有铺纬小车的经编机铺纬机构 | |
| CN102201328B (zh) | 固晶机焊头机构 | |
| CN207548176U (zh) | 一种四自由度回转台 | |
| CN206330482U (zh) | 一种目标空间角位置模拟器 | |
| CN201281657Y (zh) | 一种能实现任意运动轨迹的受控平面五杆机构试验台 | |
| CN204986255U (zh) | 一种用于超精密仪器的分度装置 | |
| CN201952041U (zh) | 一种使用电动工作台的行进间纠偏架 | |
| CN206339350U (zh) | 一种静压导轨刚度测试加载机构 | |
| CN202058707U (zh) | 固晶机焊头机构 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |