CN109373963A - 摆转动直驱平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种摆转动直驱平台，涉及超精密转换技术领域，包括基台，还包括：滑台，滑动设置于所述基台上；运动传导件，设置于所述滑台上，所述运动传导件在所述滑台的运动方向上刚性强、非运动方向上刚性弱；连接杆，设置于所述运动传导件上，用于控制所述运动传导件往复摆动；杠板，通过转轴旋转设置于所述基台上，所述杠板的一端与往复动力装置连接、另一端与所述连接杆滑动连接。本发明的有益效果是：能够有效减少或者避免滑台沿非运动方向移动，即在滑动平台方向上的跳动，进而提高滑台运动的稳定性，从而降低测量误差，实现对被测零件的精确测量。
Description
技术领域
本发明涉及超精密转换技术领域，特别是一种摆转动直驱平台。
背景技术
在超精密转换技术领域中，对零件的尺寸和表面平整度进行检测时，通常将零件放置在 滑台上，由动力驱动装置驱动滑动平台滑动，在滑动过程中，滑动平台带动零件经过非接触 式传感器，从而实现对零件垂直于滑动平台上的尺寸和表面平整度的检测。因此，为了实现 精确测量，被检测的物体在运动过程中，位置要尽可能地稳定。如果滑动平台在运动过程中， 位置不稳定，上下跳动，运动轨迹的直线度或者平整度不好，滑动平台在竖直方向上的位移 会通过零件传递给传感器，最终导致零件在测量的尺寸上有误差，影响测量的精确度。
通常导致上述问题出现的原因主要有两方面，一方面由于导轨与滑块之间存在运动间隙， 导致滑块在沿导轨运动时，会在局部产生上下跳动；另一方面是由于动力驱动装置提供的驱 动力是不稳定的，例如丝杠丝杆机构，电机驱动丝杆旋转，从而带动丝杠做直线运动，但是 由于螺距的存在，在丝杆转动的每一圈中都是有波动的，从精密测量的角度来看，其实，传 递到被测物体上是波浪型的运动，而不是直线型。由于上述两方面问题的存在，滑动平台在 垂直于滑台方向上的位移导致了被检测物体在运动过程中位置不稳定，进而影响了传感器的 测量结果出现误差。
上述第一个问题，通过精确加工可以大幅度的降低误差，而第二个技术问题，仅仅通过 精确加工是无法克服的。
发明内容
本发明的目的是为了便于对超精密零件的尺寸和表面平整度进行检测，克服由于动力驱 动装置提供的驱动力存在上下波动而引起测量误差的问题，设计了一种摆转动直驱平台。
实现上述目的本发明的技术方案为，一种摆转动直驱平台，包括基台，还包括：滑台， 滑动设置于所述基台上；运动传导件，设置于所述滑台上，所述运动传导件在所述滑台的运 动方向上刚性强、非运动方向上刚性弱；连接杆，设置于所述运动传导件上，用于控制所述 运动传导件往复摆动；杠板，通过转轴旋转设置于所述基台上，所述杠板的一端与往复动力 装置连接、另一端与所述连接杆滑动连接。
进一步的，所述运动传导件为片形件、柱状件或者钢丝。
进一步的，所述运动传导件包括运动传导件A和运动传导件B，所述运动传导件A固定 设置于所述滑台上，所述运动传导件B与所述连接杆固连，所述运动传导件A固定设置在运 动传导件B的上方；所述运动传导件A和运动传导件B呈一定的夹角设置。
进一步的，所述往复动力装置包括：C型线圈磁铁，固定设置于所述基台上，所述C型 线圈磁铁上的导线连接交流电；组合磁体，活动设置于所述C型线圈磁铁的缺口内，所述组 合磁体与所述C型线圈磁铁相对的两端磁性相同，所述组合磁体通过两双极磁体同极连接而 成。
进一步的，所述往复动力装置为曲柄摇杆机构。
进一步的，所述杠板上设有弧形槽，所述弧形槽的圆心与所述转轴的轴线重合，所述连 接杆滑动设置于所述杠板的滑动槽内。
进一步的，所述连接杆和杠板的连接点至转轴的力的作用线的长度为L，所述连杠板和 往复摆动装置的连接点至转轴的力的作用线的长度为L，所述L1大于、小于或者等于L2。
进一步的，所述杠板的数量是一个，所述杠板的一端与所述连接杆滑动连接、另一端与 往复动力装置连接。单级放大、缩小或者变向。
进一步的，所述杠板的数量是N(N>1),两相邻所述杠板通过定位杆依次铰连接，位于 两端的所述杠板一个与所述连接杆滑动连接、另一个与往复动力装置连接。实现多级放大、 缩小或者变向。
进一步的，所述滑台上设有长度传感装置，用于进行运动或位移的传感检测。
本发明的有益效果是：能够有效减少或者避免滑台沿非运动方向移动，即在滑动平台方 向上的跳动，进而提高滑台运动的稳定性，从而降低测量误差，实现对被测零件的精确测量。
附图说明
图1是本申请实施例1检测平台的主视图；
图2是图1中A-A处的剖视图；
图3是图2中C处的局部放大图；
图4是图1中B-B处的剖视图；
图5是图1的运动状态图Ⅰ；
图6是图1的运动状态图Ⅱ；
图7是本申请实施例1检测平台的主视图；
图8是图7中A-A处的剖视图；
图9是图7中B-B处的剖视图；
图10是图7的运动状态图Ⅰ；
图11是图7的运动状态图Ⅱ。
以上各图中，
1、基台；2、滑台；
3、运动传导件；31、运动传导件A；32、运动传导件B；
4、连接杆；
5、杠板；51、转轴；52、杠板A；53、杠板B；54、定位杆；
61、C型线圈磁铁；62、组合磁体。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及 较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：
实施例1
一种摆转动直驱平台，如图1至6所示，包括基台1，还包括滑台2，运动传导件3，连接杆4和杠板5。其中，滑台2滑动设置在基台1上。运动传导件3设置在滑台2上，图中， 利用运动传导件3来连接滑台2，运动传导件3的两端分别连接滑台2。该运动传导件3有一 明显的特征，其在滑台2的运动方向上刚性强、非运动方向上刚性弱，即运动传导件3只能 够传递给滑台2在其运动方向上的力，而不会传递给滑台2上下振动的力，从而在力的传递 上降低滑台2的振动。优选的，该运动传导件3可以为片形件、柱状件或者钢丝。连接杆4 设置在运动传导件3上，其用于控制运动传导件3往复摆动。杠板5的数量是一个，为单级 放大、缩小或者变向。杠板5通过转轴51旋转设置在基台1上，杠板5的一端与往复动力装 置连接、另一端与连接杆4滑动连接。由于杠板5的一端与往复动力装置连接，故杠板5的 另一端也是往复运动的，此时，连接杆4与运动传导件3连接，连接杆4的运动轨迹是直线 的，故可在杠板5上设置弧形槽，弧形槽的圆心与转轴51的轴线重合，连接杆4滑动设置于 杠板5的滑动槽内，杠板5通过弧形槽给连接杆4传递动力。
本申请的往复动力装置可有多种选择，其可以是常见的曲柄摇杆机构(图未示)，通过电 机带动摇杆旋转，曲柄做往复摆动，也就是曲柄固连杠板5。另外，其也可以采用电磁控制 的方式，该往复动力装置包括C型线圈磁铁61和组合磁体62，如图1、图2、图5和图6所 示，C型线圈磁铁61固定设置在基台1上，C型线圈磁铁61上的导线连接交流电。连接交流电后，C型线圈磁铁61的缺口处产生的N极和S极往复变动。组合磁体62活动设置在C型 线圈磁铁61的缺口内，组合磁体62的两端同为N极或者S极，这两端分别对应C型线圈磁 铁61的缺口设置。当C型线圈磁铁61的N极和S极往复变动时，由于磁场力的影响，组合 磁体62的两端分别收到吸力和斥力，该组合磁体62做往复运动。组合磁体62通过两双极磁 体同极连接而成，如将两个条状双极磁体的S极连接在一起，则其与S极对应的两端为N极， N极在组合磁体62的外侧。
在使用的时候，可在滑台2上设置长度传感装置，用于滑台2与被测面进行运动或位移 的传感检测，其可以用划线变阻器，光栅尺或角度传感器。当被侧面位于滑台2的上方时，C 型线圈磁铁61通电，组合磁体62在电磁力作用下摆动。由于组合磁体62和C型线圈磁铁 61之间磁隙很小，所以漏磁少，磁效率高，组合磁体62可在电磁力作用下可产生快速，高频，大推力转动，同时通过杠板5放大传递给运动传导件3，运动传导件3平行于滑台2的 运动方向，运动传导件3在滑台2的运动方向上刚度很大，可实现快速响应。在垂直于滑台 2运动方向上，由于厚度很小，刚度很小，可起到良好的隔振作用。故连接杆4通过运动传 导件3间接的带动滑台2做往复运动，由于运动传导件3不会给滑台2一个非运动方向的干 扰力，故距离检测机构能够更为准确的对上方位移进行测量。滑台2能够尽可能小的或者避 免在非运动方向上的扰动，使滑台2尽可能只沿运动方向运动，从而尽可能地实现滑台2上 检测机构的精确测量。
另外，在上述基础上，如图5和图6所示，运动传导件3包括运动传导件A31和运动传导件B32，运动传导件A31固定设置于滑台2上，运动传导件B32与连接杆4固连，运动传 导件A31固定设置在运动传导件B32的上方。在此基础上，运动传导件A31和运动传导件B32 呈一定的夹角设置，图1中的运动传导件A31和运动传导件B32呈V型设置的。此时，只需 要保证与滑台2连接的运动传导件满足在滑台2的运动方向上刚性强、非运动方向上刚性弱 的条件即可。通过多个组合运动传导件3的设计，能够适应更多的场合，提高设计的可能性。
在图2中，令连接杆4和杠板5的连接点至转轴51的力的作用线的长度为L1，连杠板5 和往复摆动装置的连接点至转轴51的力的作用线的长度为L2，L1大于L2。此时，根据杠杆原理，该检测平台为位移放大装置，其能够将小位移放大为大位移，而保持往复变化的频率不变。只要L1与L2的距离差足够大，则位移的放大倍数就足够大，适合大距离的检测。在 此基础上，若L1小于L2(图未示)，则该检测平台为位移缩小装置，其可以设计为小距离的 检测，适合更为精密仪器的检测工作。若L1等于L2，则该检测平台为换向装置。
实施例2
与实施例1不同的是，本实施例中，如图7至图11所示，所述杠板5的数量是NN>1,两相邻所述杠板5通过定位杆54依次铰连接，位于两端的所述杠板5一个与所述连接杆4滑动连接、另一个与往复动力装置连接。
下以两个杠板5为例进行说明：杠板5包括杠板A52和杠板B53，杠板A52的一端与往复动力装置连接，杠板B53的一端与连接杆4滑动连接，杠板A52的另一端和杠板B53的另 一端均与定位杆54铰连接。将上实施例1中的单个杠板5分为两个，然后利用定位杆铰连接，可实现位移的大倍数放大，提高了更为广泛的使用范围。同理，也可以设计成为缩小装置，实现位移的缩小。
以上参考了优选实施例对本发明进行了描述，但本发明的保护范围并不限制于此，在不 脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，只 要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来，且不应 将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求，无论从哪一点来看，均应将实施 例看作是示范性的，而且是非限制性的。因此，任何落入权利要求的范围内的所有技术方案 均在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种摆转动直驱平台，包括基台(1)，其特征在于，还包括：
滑台(2)，滑动设置于所述基台(1)上；
运动传导件(3)，设置于所述滑台(2)上，所述运动传导件(3)在所述滑台(2)的运动方向上刚性强、非运动方向上刚性弱；
连接杆(4)，设置于所述运动传导件(3)上，用于控制所述运动传导件(3)往复摆动；以及
杠板(5)，通过转轴(51)旋转设置于所述基台(1)上，所述杠板(5)的一端与往复动力装置连接、另一端与所述连接杆(4)滑动连接。
2.根据权利要求1所述的摆转动直驱平台，其特征在于，所述运动传导件(3)为片形件、柱状件或者钢丝。
3.根据权利要求1所述的摆转动直驱平台，其特征在于，所述运动传导件(3)包括运动传导件A(31)和运动传导件B(32)，所述运动传导件A(31)固定设置于所述滑台(2)上，所述运动传导件B(32)与所述连接杆(4)固连，所述运动传导件A(31)固定设置在运动传导件B(32)的上方，所述运动传导件A(31)和运动传导件B(32)呈一定的夹角设置。
4.根据权利要求1所述的摆转动直驱平台，其特征在于，所述往复动力装置包括：
C型线圈磁铁(61)，固定设置于所述基台(1)上，所述C型线圈磁铁(61)上的导线连接交流电；
组合磁体(62)，活动设置于所述C型线圈磁铁(61)的缺口内，所述组合磁体(62)与所述C型线圈磁铁(61)相对的两端磁性相同，所述组合磁体(62)通过两双极磁体同极连接而成。
5.根据权利要求1所述的摆转动直驱平台，其特征在于，所述往复动力装置为曲柄摇杆机构。
6.根据权利要求1所述的摆转动直驱平台，其特征在于，所述杠板(5)上设有弧形槽，所述弧形槽的圆心与所述转轴(51)的轴线重合，所述连接杆(4)滑动设置于所述杠板(5)的滑动槽内。
7.根据权利要求1所述的摆转动直驱平台，其特征在于，所述连接杆(4)和杠板(5)的连接点至转轴(51)的力的作用线的长度为L1，所述连杠板(5)和往复摆动装置的连接点至转轴(51)的力的作用线的长度为L2，所述L1大于、小于或者等于L2。
8.根据权利要求1或7所述的摆转动直驱平台，其特征在于，所述杠板(5)的数量是一个，所述杠板(5)的一端与所述连接杆(4)滑动连接、另一端与往复动力装置连接。
9.根据权利要求1或7所述的摆转动直驱平台，其特征在于，所述杠板(5)的数量是N(N>1),两相邻所述杠板(5)通过定位杆(54)依次铰连接，位于两端的所述杠板(5)一个与所述连接杆(4)滑动连接、另一个与往复动力装置连接。
10.根据权利要求1所述的摆转动直驱平台，其特征在于，所述滑台(2)上设有长度传感装置，用于进行运动或位移的传感检测。
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