CN113770990B - 一种紧凑型精密的四维调整平台 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种紧凑型精密的四维调整平台，其包括水平位移台、升降台、旋转台和角位移台，水平位移台、升降台、旋转台和角位移台自下而上依次设置，升降台连接于水平位移台的移动端，旋转台连接于升降台的升降端，角位移台连接于旋转台的转动端，以供水平位移台、升降台、旋转台和角位移台组合后完成四个维度的调整，升降端沿竖直方向开设有转动槽，转动端插设于转动槽并通过轴承组与转动槽内壁转动连接，以供升降台和旋转台之间紧密相连并降低四维调整平台的整体高度。本发明的四位调整平台将多个调整台合理搭配组装，结构紧凑，各调整维度结构件集成度高，可以有效减少整体设备高度。

Description

一种紧凑型精密的四维调整平台

技术领域

本发明涉及调整平台技术领域，尤其涉及一种紧凑型精密的四维调整平台。

背景技术

光学芯片测试，要保证测试结果的一致性，对测试载台的几何尺寸有极高的精度要求，测试载台精度如完全依靠机加工保证，难度很大，成本也昂贵，通常做法是给测试载台配置多个维度的微调整平台，设备调试时通过多个维度的微调整来实现最终测试载台要求的精度。

例如，专利CN201773602U，其提供了一种仪器安装用四维调整平台，就是组合2个直线平移台和2个角位移台，来实现四个维度的微调整。

目前有多种规格的标准平移台，升降台，旋转调整台，角位移台，其根据需要，可以组合处四维调整平台，最多可组合出六维调整平台，可以实现测试台快捷调整，组合形式灵活多变，但是，现在大多数的四维调整平台类似于上述专利，多个调整台独立放置，零件不集成，组合起来后设备整体高度较高，使用不方便。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种紧凑型精密的四维调整平台，解决现有技术中多调整平台组合后整体设备高度较高的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种紧凑型精密的四维调整平台，其包括水平位移台、升降台、旋转台和角位移台，所述水平位移台、所述升降台、所述旋转台和所述角位移台自下而上依次设置，所述升降台连接于所述水平位移台的移动端，所述旋转台连接于所述升降台的升降端，所述角位移台连接于所述旋转台的转动端，所述升降端沿竖直方向开设有转动槽，所述转动端插设于所述转动槽并通过轴承组与所述转动槽内壁转动连接，以供所述升降台和所述旋转台之间紧密相连并降低四维调整平台的整体高度。

进一步的，还包括底板，所述底板上设置有导轨，所述水平位移台滑动连接于所述导轨。

进一步的，所述水平位移台，包括滑台、推块一、固定块一及螺旋微分头一，所述滑台滑动连接于所述导轨，所述推块一固定于所述滑台的一侧，所述固定块一连接于所述底板且相对所述推块一设置，所述螺旋微分头一转动连接于所述固定块一且其一端抵接于所述推块一，经所述螺旋微分头一的另一端可驱使所述滑台移动。

进一步的，所述升降台包括基座、升降调整台及用于驱使升降调整台升降的细牙螺纹副一，所述基座连接于所述滑台并沿竖直方向开设有滑槽，所述升降调整台滑动连接于所述滑槽且沿竖直方向开设有贯穿所述升降调整台的转动槽，所述细牙螺纹副一的螺钉转动连接于所述升降调整台并连接至所述滑台。

进一步的，所述旋转台包括旋转调整台、转动件、推块二、固定块二及用于驱使旋转调整台转动的螺旋微分头二，所述转动件的一端连接于所述旋转调整台、另一端插设于所述转动槽并与所述转动槽转动连接，所述推块二连接于所述旋转调整台，所述固定块二连接于所述基座且相对所述推块二设置，所述螺旋微分头二转动连接于所述固定块二且其一端可抵接于所述推块二，经所述螺旋微分头二的另一端可驱使所述旋转调整台转动。

进一步的，所述角位移台包括角度调整台、钢珠、拉簧及用于驱使角度调整台转动的细牙螺纹副二，所述角度调整台通过所述钢珠和所述拉簧连接于所述旋转调整台，所述细牙螺纹副二的螺钉转动连接于所述角度调整台并连接至所述旋转调整台。

进一步的，还包括多个锁紧机构，所述锁紧机构包括锁紧片及其固定螺钉，所述锁紧片的一端开设有固定孔、另一端开设有缺口，四维调整平台上开设有与所述固定孔和所述缺口相对应的安装孔，以供四维调整平台调整后锁紧定型。进一步的，所述转动件包括转轴、圆锥滚子轴承、滚针推力轴承和锁紧压圈，所述转轴的一端连接于所述旋转调整台、另一端插设于所述转动槽，并与所述转动槽转动连接，所述圆锥滚子轴承、所述滚针推力轴承和所述锁紧压圈均套设于所述转轴并从上往下依次设置。

进一步的，所述旋转台还包括锁紧螺纹副，所述锁紧螺母副连接于所述固定块二且相对所述螺旋微分头二设置。

进一步的，所述水平位移台还包括复位组件，所述复位组件包括两个固定杆及弹簧，两个所述固定杆分别连接于所述底板和所述滑台且间隔设置，所述弹簧的两端分别连接于两个所述固定杆，以供所述滑台移动后复位。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：本发明的调整平台将多个离散调整台高度集成并组合形成四维调整平台，可以实现测试台四个维度的调整，其中，多个调整台组合时将升降台和旋转台结合在一起，升降台和旋转台共用部分结构，并实现了高精度无间隙的转动，旋转台和升降台集成在一起后，对旋转平台高度限制要求降低，从而降低了整体设备的高度。

附图说明

图1是本发明提供的实施例-紧凑型精密的四维调整平台的正视图；

图2是本发明提供的实施例-紧凑型精密的四维调整平台的结构示意图；

图3是本发明提供的实施例-紧凑型精密的四维调整平台中复位组件的结构示意图；

图4是本发明提供的实施例-紧凑型精密的四维调整平台中升降台的升降示意图；

图5是本发明提供的实施例-紧凑型精密的四维调整平台中转动件的结构示意图；

图6是本发明提供的实施例-紧凑型精密的四维调整平台中转动件的装配示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

参照图1，本发明提供了一种紧凑型精密的四维调整平台，其包括底板1、水平位移台2、升降台3、旋转台4和角位移台5，所述底板1、所述水平位移台2、所述升降台3、所述旋转台4和所述角位移台5之间相互固定并紧密相连形成一立方体结构的四维调整平台，测试台可放置于所述角位移台5上。

所述底板1上设置有导轨11，所述水平位移台2滑动连接于所述导轨11，所述水平位移台2、所述升降台3、所述旋转台4和所述角位移台5按照自下而上的顺序依次设置并通过锁紧机构6相互固定，所述升降台3的升降端开设有转动槽，所述旋转台4的转动端转动连接于所述转动槽并与所述转动槽内壁无缝连接，以供所述升降台3和所述旋转台4之间紧密相连。

参照图2，所述水平位移台2包括滑台21、推块一22、固定块一23及螺旋微分头一24，所述滑台21滑动连接于所述导轨11，所述推块一22固定于所述滑台的一侧，所述固定块一23连接于所述底板1且相对所述推块一22设置，所述螺旋微分头一24转动连接于所述固定块一23且其一端抵接于所述推块一22，以手动调节的方式可转动所述螺旋微分头一24的另一端，从而控制所述螺旋微分头一24带动所述推块22相对所述固定块23移动，以此通过螺旋微分头一24驱使滑台21移动。

参照图3，所述水平位移台2还包括复位组件25，所述复位组件25包括两个固定杆251及弹簧252，两个所述固定杆251分别连接于所述底板1和所述滑台21且间隔设置，一个固定杆251固定至底板1的顶部，另一个固定杆251固定至滑台21的底部，所述弹簧252的两端分别连接于两个所述固定杆251。其中，两个固定杆251设置在导轨11的两条轨道之间，以此节省安装空间，弹簧252的两端分别挂接于两个固定杆251，滑台21在螺旋微分头一24的控制下滑动后，两个固定杆251相对远离并拉伸弹簧252，在测试台测量工作完成后，朝相反的方向转动螺旋微分头一24，弹簧252此时失去拉伸力会恢复原位，从而带动滑台21恢复至初始位置。

参照图4，所述升降台3包括基座31、升降调整台32及用于驱使升降调整台32升降的细牙螺纹副一33，所述基座31连接于所述滑台21并沿竖直方向开设有滑槽311，所述升降调整台32滑动连接于所述滑槽311且沿竖直方向开设有贯穿所述升降调整台32的转动槽321，所述细牙螺纹副一33连接于所述升降调整台32。其中，升降调整台32的侧壁开设有凹槽，该升降调整台32设置有凹槽的一侧设为开口，用于安装细牙螺纹副一，方便调节升降调整台32，该凹槽的底壁开设有固定孔，其对应的滑台21处开设有螺纹孔，细牙螺纹副一33的螺母内置于固定孔，螺钉则经过螺母和固定孔螺纹连接于滑台21，通过转动螺钉可控制升降调整台32相对基座31升降。

所述旋转台4包括旋转调整台41、转动件42、推块二43、固定块二44及用于驱使旋转调整台41转动的螺旋微分头二45，所述转动件42的一端连接于所述旋转调整台41、另一端插设于所述转动槽321并与所述转动槽321转动连接，所述推块二43连接于所述旋转调整台41，所述固定块二44连接于所述基座31且相对所述推块二43设置，所述螺旋微分头二45转动连接于所述固定块二44且其一端可抵接于所述推块二43，以手动调节的方式可转动所述螺旋微分头二45的另一端，从而控制所述螺旋微分头二带动所述推块二43相对所述固定块二44移动，以此通过螺旋微分头二45驱使旋转调整台41转动。

参照图5和图6，所述转动件42包括转轴421、圆锥滚子轴承422、滚针推力轴承423和锁紧压圈424，所述转轴421的一端连接于所述旋转调整台41、另一端插设于所述转动槽321并与所述转动槽321转动连接，所述圆锥滚子轴承422、所述滚针推力轴承423和所述锁紧压圈424均套设于所述转轴421并从上往下依次设置。本发明提供的实施例中，采用圆锥滚子轴承422和滚针推力轴承423的组合配合转轴，用于旋转调整台41沿竖直方向转动，圆锥滚子轴承422保证旋转调整台41旋转径向无间隙，滚针推力轴承423保证旋转调整台41旋转轴向无间隙，锁紧压圈424则用于支撑滚针推力轴承，相比一般的气密级加工的孔轴组合，所能达到的技术效果相同，但是成本更低。

所述旋转台4还包括锁紧螺纹副46，所述锁紧螺母副46连接于所述固定块二44且相对所述螺旋微分头二45设置，锁紧螺母副46和螺旋微分头二45分别位于推块二44相对的两侧，可以夹紧和固定转动完成后的旋转调整台41。

所述角位移台5包括角度调整台51、钢珠52、拉簧53及用于驱使角度调整台51转动的细牙螺纹副二54，所述角度调整台51通过所述钢珠52和所述拉簧53连接于所述旋转调整台41，所述细牙螺纹副二54连接于所述角度调整台51。本发明提供的实施例中，钢珠52和拉簧53的数量均为四个，四个钢珠52和拉簧53分别设置在角度调整台51和旋转调整台41之间的四个角落，角度调整台51和旋转调整台41上均开设有固定孔和球形凹槽，钢珠放置于球形凹槽内，拉簧53的两端分别插设于角度调整台51和旋转调整台41的固定孔内并通过支撑杆固定，角度调整台51上还开设有螺纹孔，细牙螺纹副二54的螺母内置于螺纹孔，螺钉则经过螺母螺纹连接于角度调整台51，通过转动螺钉可控制角度调整台51转动。

该四维调整平台还包括多个锁紧机构6，用于四维调整平台调整后锁紧定型，所述锁紧机构6包括锁紧片61及其固定螺钉62，所述锁紧片61的一端开设有固定孔、另一端开设有缺口，本发明提供的实施例中，底板1和滑台21通过一个锁紧机构固定，锁紧片61的一端固定至底板1上，滑台21上沿水平方向开设有多个开孔，锁紧片61的另一端抵接至滑台21上，固定螺钉62可固定至不同的开孔内，在滑台21移动完成后可将固定螺钉插设至对应位置的开孔内，以此固定住滑台；基座31和升降调整台32之间通过两个锁紧机构6固定，两个锁紧机构6分别设置在滑槽311的两侧，锁紧片61的一端固定至升降调整台32上，基座31上沿竖直方向开设有多个开孔，锁紧片61的另一端抵接至基座31上，固定螺钉62可固定至不同的开孔内，在升降调整台32升降完成后可将固定螺钉插设至对应位置的开孔内，以此固定住升降调整台32；旋转调整台41和角度调整台51之间通过两个锁紧机构6固定，两个锁紧机构6分别设置于所述角度调整台51的两侧，锁紧片61的一端固定至角度调整台61上，旋转调整台41上沿水平方向开设有开孔，锁紧片61的另一端抵接至旋转调整台上，固定螺钉62可固定至开孔内，以此将旋转调整台41和角度调整台51相互固定。

本发明的四维调整平台包括有一个水平位移台、一个升降台、一个旋转台和一个角位移台，水平位移台和升降台为常见的移动平台结构，其中旋转台和角位移台相比一般的平台结构作有改进，旋转台的关键技术要求是旋转径向和轴向无间，一般的旋转台，要达到这一要求，通常采用气密级加工的孔轴组合，这种结构加工要求极高，加工成本高昂，不能保证旋转台的高度尺寸较小，本发明中的四维调整台将旋转台和升降台集成在一起，升降台开设有用于安装旋转台的转动槽，使得升降台和旋转台可共用一部分空间，这样旋转台高度就可以降低，转动槽内设置有圆锥滚子轴承和滚针推力轴承，圆锥滚子轴承保证旋转平台旋转径向无间隙，滚针推力轴承保证旋转平台旋转轴向无间隙；角位移台的关键技术要求的角度调整台沿圆弧轨道滑动无虚位，对于芯片测试行业，需要的角度微调整范围一般在±1°以内，一般精度等级的角位移台，采用弧形燕尾槽导轨，驱动采用微分头或光学细牙螺纹副，高精度等级的角位移台，采用弧形交叉滚子导轨，驱动采用涡轮蜗杆，这两种角位移台，复杂较为结构且成本较高，本发明采用钢珠作为角度调整旋转支点，光学细牙螺纹副作为角度调整驱动机构，其制作成本远低于上述两种精度的角位移台，可以达到相同的技术效果。

本发明提供的实施例的工作原理为：本发明的调整平台可以实现四个维度的调整，其包括水平位移台、升降台、旋转台和角位移台，多个调整台组合形成四维调整平台，每个单独的调整台可以分别调节一个维度，其中，测试台可安装于角位移台上，角位移台安装于旋转台上，旋转台安装于升降台上，升降台则安装在水平位移台上，水平位移台通过导轨结构安装在底板上，可以根据需要单独调节或者同时调节多个维度，以此调节测试台至合适的位置。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种紧凑型精密的四维调整平台，其特征在于：包括水平位移台、升降台、旋转台和角位移台，所述水平位移台、所述升降台、所述旋转台和所述角位移台自下而上依次设置，所述升降台连接于所述水平位移台的移动端，所述旋转台连接于所述升降台的升降端，所述角位移台连接于所述旋转台的转动端，以供所述水平位移台、所述升降台、所述旋转台和所述角位移台组合后完成四个维度的调整，所述升降端沿竖直方向开设有转动槽，所述转动端插设于所述转动槽并通过轴承组与所述转动槽内壁转动连接，以供所述升降台和所述旋转台之间紧密相连并降低四维调整平台的整体高度；

还包括底板，所述底板上设置有导轨，所述水平位移台滑动连接于所述导轨；

所述水平位移台包括滑台、推块一、固定块一及螺旋微分头一，所述滑台滑动连接于所述导轨，所述推块一固定于所述滑台的一侧，所述固定块一连接于所述底板且相对所述推块一设置，所述螺旋微分头一转动连接于所述固定块一且其一端抵接于所述推块一，经所述螺旋微分头一的另一端可驱使所述滑台移动；

所述升降台包括基座、升降调整台及用于驱使升降调整台升降的细牙螺纹副一，所述升降端为升降调整台，所述基座连接于所述滑台并沿竖直方向开设有滑槽，所述升降调整台滑动连接于所述滑槽且沿竖直方向开设有贯穿所述升降调整台的转动槽，所述细牙螺纹副一的螺钉转动连接于所述升降调整台并连接至所述滑台；

所述旋转台包括旋转调整台、转动件、推块二、固定块二及用于驱使旋转调整台转动的螺旋微分头二，所述转动端为转动件，所述转动件的一端连接于所述旋转调整台、另一端插设于所述转动槽并与所述转动槽转动连接，所述推块二连接于所述旋转调整台，所述固定块二连接于所述基座且相对所述推块二设置，所述螺旋微分头二转动连接于所述固定块二且其一端可抵接于所述推块二，经所述螺旋微分头二的另一端可驱使所述旋转调整台转动；

所述角位移台包括角度调整台、钢珠、拉簧及用于驱使角度调整台转动的细牙螺纹副二，所述角度调整台通过所述钢珠和所述拉簧连接于所述旋转调整台，所述细牙螺纹副二的螺钉转动连接于所述角度调整台并连接至所述旋转调整台；

还包括多个锁紧机构，所述锁紧机构包括锁紧片及其固定螺钉，所述锁紧片的一端开设有固定孔、另一端开设有缺口，四维调整平台上开设有与所述固定孔和所述缺口相对应的安装孔，以供四维调整平台调整后锁紧定型；

所述转动件包括转轴、圆锥滚子轴承、滚针推力轴承和锁紧压圈，所述转轴的一端连接于所述旋转调整台、另一端插设于所述转动槽，并与所述转动槽转动连接，所述圆锥滚子轴承、所述滚针推力轴承和所述锁紧压圈均套设于所述转轴并从上往下依次设置；

所述旋转台还包括锁紧螺纹副，所述锁紧螺母副连接于所述固定块二且相对所述螺旋微分头二设置；

所述水平位移台还包括复位组件，所述复位组件包括两个固定杆及弹簧，两个所述固定杆分别连接于所述底板和所述滑台且间隔设置，所述弹簧的两端分别连接于两个所述固定杆，以供所述滑台移动后复位。

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