CN114888587A - 一种超精密加工用高刚度升降装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种超精密加工用高刚度升降装置，包括外壳，所述外壳包括座板，所述座板可拆卸连接有侧板；传动组件，所述传动组件包括旋转杆，所述旋转杆转动连接有基座，所述基座转动连接在所述座板上，所述基座顶面固定连接升降台柱，所述升降台柱顶面固定连接有平板，所述旋转杆分别与所述座板和所述侧板转动连接，所述旋转杆远离所述基座一端固定连接有联轴器，所述平板和所述基座之间设置有滑动限位组件。本装置通过旋转杆将动力传递给基座，基座带动升降台柱运动，实现平板的上下移动，调整方便，满足使用要求。

Description

一种超精密加工用高刚度升降装置

技术领域

本发明涉及升降装置技术领域，特别是涉及一种超精密加工用高 刚度升降装置。

背景技术

精密加工通常是指加工精度为0.1～10微米、表面粗糙度在0.1 微米以下的加工。常用的加工方法有金刚石车削、金刚石镗削、珩磨、 研磨、超精加工、砂带磨削和镜面磨削等，在这些加工方法中，都会 涉及到对加工刀具的调整，而且必须要达到精确对刀，否则会造成加 工表面的质量缺陷，对刀时需要对刀具进行精密位移，才能保证对刀 的准确性。

目前常用于精密位移的装置主要有直线电机式、压电伸缩式、弹 性变形传动式等，但是直线电机式存在成本较高、控制系统复杂、发 热严重的问题，压电伸缩式存在成本较高、承载力小的问题，弹性变 形传动式不适于要求动态响应的场合。

发明内容

本发明的目的是提供一种超精密加工用高刚度升降装置，以解决 上述现有技术存在的问题，在满足精密位移的同时还要结构简单、调 整方便。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种超精 密加工用高刚度升降装置，包括：

外壳，所述外壳包括座板，所述座板可拆卸连接有侧板；

传动组件，所述传动组件包括旋转杆，所述旋转杆转动连接有基 座，所述基座转动连接在所述座板上，所述基座顶面固定连接升降台 柱，所述升降台柱顶面固定连接有平板，所述旋转杆分别与所述座板 和所述侧板转动连接，所述旋转杆远离所述基座一端固定连接有联轴 器，所述平板和所述基座之间设置有滑动限位组件。

优选的，所述升降台柱包括旋转台，所述旋转台固定连接于基座 顶面，所述旋转台开设有两个滑槽，所述滑槽为弧形，所述滑槽两端 深度不同，所述滑槽的槽底为斜面，任一所述滑槽的深端所述槽底与 另一所述滑槽的浅端所述槽底位置对应，所述滑槽内滑动连接有滑动 柱，所述滑动柱顶面与所述平板固定连接。

优选的，所述滑动柱靠近所述旋转台一端开设有球窝，所述滑槽 的所述槽底开设有槽沟，所述球窝内滑动连接有球珠，所述球珠位于 所述槽沟内。

优选的，所述滑动柱靠近所述旋转台一端为斜面，所述滑动柱的 斜面与所述槽底的斜面相适配，所述滑动柱横截面为弧形，所述滑动 柱与所述滑槽相适配。

优选的，所述旋转杆任一端固定连接有第一锥齿轮，所述基座上 固定连接有第二锥齿轮，所述第一锥齿轮和所述第二锥齿轮啮合。

优选的，所述滑动限位组件包括若干滑套，若干所述滑套固定连 接于所述平板底面，所述座板顶面固定连接有滑杆，所述滑杆伸入所 述滑套内，所述滑杆与所述滑套滑动连接。

优选的，两个所述滑动柱之间固定连接有卡板，所述卡板通过固 定块与所述平板固定连接。

优选的，所述旋转杆上固定连接有若干轴承，所述旋转杆通过所 述轴承与所述侧板转动连接，所述基座通过所述轴承和所述座板转动 连接，

所述座板上固定连接有连接板，所述旋转杆通过所述轴承与所述 连接板转动连接，所述基座和所述平板上均开设有若干安装孔。

优选的，所述旋转台活动连接有强制回程组件，所述强制回程组 件包括旋转套，所述旋转套与所述旋转台转动连接，所述旋转套外缘 滑动连接有限位筒，所述限位筒与所述基座固定连接，所述平板底面 固定连接有强制回程筒，所述旋转套顶面固定连接有第一卡环，所述 强制回程筒底面固定连接有第二卡环，所述第一卡环与所述第二卡环 对应设置，所述第一卡环与所述第二卡环不接触。

优选的，所述旋转套内缘开设有螺纹，所述旋转台外缘开设有所 述螺纹，所述旋转套与所述旋转台通过所述螺纹连接，所述限位筒内 缘开设若干凹槽，所述旋转套外缘固定连接有限位块，所述限位块位 于所述凹槽内，所述限位块与所述凹槽滑动连接。

本发明公开了以下技术效果：本装置设置有传动组件，传动组件 包括旋转杆，旋转杆一段固定连接有联轴器，联轴器用于和外部动力 装置连接，外部动力装置通过联轴器将动力传递给旋转杆，旋转杆带 动基座转动，基座转动连接在座板，基座带动升降台柱转动，升降台 柱在转动的同时带动平板上下移动，平板用于和需要升降的装置连接， 座板可拆卸连接有侧板，旋转杆在转动的同时通过座板和侧板限位， 滑动限位组件可以保证平板在上下移动的过程中不会发生转动偏移， 旋转杆在转动的同时通过座板和侧板限位，保证旋转杆的稳定性。本 装置通过旋转杆将动力传递给基座，基座带动升降台柱运动，实现平板的上下移动，调整方便，满足使用要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面 将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描 述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来 讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他 的附图。

图1为本发明超精密加工用高刚度升降装置结构示意图；

图2为本发明旋转台结构示意图；

图3为本发明俯视图；

图4为实施例2滑动柱结构示意图；

图5为实施例2旋转台结构示意图；

其中，1、座板；2、侧板；3、旋转杆；4、基座；5、平板；6、 联轴器；7、旋转台；8、滑槽；9、滑动柱；10、槽沟；11、球珠； 12、第一锥齿轮；13、第二锥齿轮；14、滑套；15、滑杆；16、卡板； 17、固定块；18、轴承；19、安装孔；20、旋转套；21、限位筒；22、 强制回程筒；23、第一卡环；24、第二卡环；25、凹槽；26、限位块； 27、球窝；28、连接板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方 案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部 分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普 通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结 合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

参照图1-3，本发明提供一种超精密加工用高刚度升降装置，包 括：

外壳，外壳包括座板1，座板1可拆卸连接有侧板2，座板1和 侧板2可以保护内部结构免受碰撞。

传动组件，传动组件包括旋转杆3，旋转杆3转动连接有基座4， 基座4转动连接在座板1上，基座4顶面固定连接升降台柱，升降台 柱顶面固定连接有平板5，旋转杆3分别与座板1和侧板2转动连接， 旋转杆3远离基座4一端固定连接有联轴器6，平板5和基座4之间设置有滑动限位组件；联轴器6和外部动力装置连接，外部动力装置 通过联轴器6将动力传递给旋转杆3，旋转杆3带动基座4转动，基 座4带动升降台柱转动，升降台柱在转动的同时带动平板5上下移动， 平板5用于和需要升降的装置连接，旋转杆3在转动的同时通过座板1和侧板2限位，滑动限位组件可以保证平板5在上下移动的过程中 不会发生转动偏移，本实施例中，侧板2和座板1通过螺钉连接。

进一步优化方案，升降台柱包括旋转台7，旋转台7固定连接于 基座4顶面，旋转台7开设有两个滑槽8，滑槽8为弧形，滑槽8两 端深度不同，滑槽8的槽底为斜面，任一滑槽8的深端槽底与另一滑 槽8的浅端槽底位置对应，滑槽8内滑动连接有滑动柱9，滑动柱9 顶面与平板5固定连接；基座4转动带动旋转台7转动，滑槽8的槽 底呈一端高一端低形态，中间是均匀过度，滑动柱9滑动连接在滑槽 8内，滑动柱9与平板5固定连接，两个滑动柱9对称放置在两个滑 槽8内，两个滑槽8的深端与浅端对应设置，当旋转台7转动时，两 个滑动柱9同时在滑槽8内滑动，可以同时上升或下降，从而带动平 板5上升或下降。

进一步优化方案，滑动柱9靠近旋转台7一端开设有球窝27， 滑槽8的槽底开设有槽沟10，球窝27内滑动连接有球珠11，球珠 11位于槽沟10内；球珠11在球窝27滚动，当滑动柱9移动时，球 珠11也在槽沟10内滚动，滑动柱9和滑槽8通过球珠11的滑动连 接，降低了摩擦力，也使滑动柱9的移动会更加平稳。

进一步优化方案，旋转杆3任一端固定连接有第一锥齿轮12， 基座4上固定连接有第二锥齿轮13，第一锥齿轮12和第二锥齿轮13 啮合；旋转杆3带动第一锥齿轮12转动，第一锥齿轮12带动第二锥 齿轮13转动，第二锥齿轮13带动基座4转动，通过第一锥齿轮12 和第二锥齿轮13可以将水平方向上的转动变为竖直方向上的转动。

进一步优化方案，滑动限位组件包括若干滑套14，若干滑套14 固定连接于平板5底面，座板1顶面固定连接有滑杆15，滑杆15伸 入滑套14内，滑杆15与滑套14滑动连接；平板5在上下移动时带 动滑套14运动，可以使滑杆15在滑套14滑动，当平板5上下移动 时，滑套14和滑杆15可以保证平板5只能上下移动，不会发生旋转 偏移。

进一步优化方案，两个滑动柱9之间固定连接有卡板16，卡板 16通过固定块17与平板5固定连接；卡板16使两个滑动柱9之间 的距离固定，避免长时间使用后两个滑动柱9之间变形。

进一步优化方案，旋转杆3上固定连接有若干轴承18，旋转杆3 通过轴承18与侧板2转动连接，基座4通过轴承18和座板1转动连 接，座板1上固定连接有连接板28，旋转杆3通过轴承18与连接板 28转动连接，基座4和平板5上均开设有若干安装孔19；旋转杆3 通过轴承18分别和侧板2以及连接板28转动连接，在旋转杆3转动 时，会更加稳定，能够保证动力传递的平顺性，基座4通过轴承18 和座板1转动连接，基座4的重力由座板1承载，可以提升本装置的 刚性，同时可使旋转杆3避免因受力太大而造成损坏，轴承18使基 座4旋转更加灵活，通过基座4和平板5上的若干安装孔19，可以 和其它部件连接。

进一步优化方案，旋转台7活动连接有强制回程组件，强制回程 组件包括旋转套20，旋转套20与旋转台7转动连接，旋转套20外 缘滑动连接有限位筒21，限位筒21与基座4固定连接，旋转杆3穿 设在限位筒21内，旋转杆3与限位筒21转动连接，平板5底面固定 连接有强制回程筒22，旋转套20顶面固定连接有第一卡环23，强制 回程筒22底面固定连接有第二卡环24，第一卡环23与第二卡环24 对应设置，第一卡环23与第二卡环24不接触；旋转台7在转动的同 时带动旋转套20运动，使旋转套20上下移动，旋转套20在上下移 动的同时通过限位筒21限位，防止旋转套20转动，旋转套20带动 第一卡环23上下移动，平板5底面的强制回程筒22固定连接有第二 卡环24，在平板5上下移动的过程中，如果平板5在下降的过程中 发生卡滞的问题，会导致平板5回程不到位，造成移动距离不准确， 在平板5发生卡滞后，旋转套20继续向下移动，旋转套20会带动第 一卡环23移动，会使第一卡环23和第二卡环24接触，第一卡环23 会向下拉动第二卡环24移动，从而迫使平板5下降，避免平板5卡 滞不动，本实施例中限位筒21和旋转杆3通过也通过轴承18转动连 接。

进一步优化方案，旋转套20内缘开设有螺纹，旋转台7外缘开 设有螺纹，旋转套20与旋转台7通过螺纹连接，限位筒21内缘开设 若干凹槽25，旋转套20外缘固定连接有限位块26，限位块26位于 凹槽25内，限位块26与凹槽25滑动连接；旋转台7通过螺纹带动 旋转套20运动，与旋转套20固定连接的限位块26在凹槽25内滑动， 当旋转台7在旋转套20内转动时，限位筒21的凹槽25会限制限位 块26，防止旋转套20转动，使旋转套20只能上下移动，从而使旋 转套20带动第一卡环23上下移动。

本装置使用方法，将联轴器6与其它动力装置连接，联轴器6将 其它装置的动力传递给旋转杆3，旋转杆3带动第一锥齿轮12转动， 第一锥齿轮12带动第二锥齿轮13转动，第一锥齿轮12带动基座4 转动，基座4带动旋转台7转动，旋转台7开设有两个滑槽8，滑槽 8内设置有滑动柱9，滑动柱9通过球珠11和滑槽8滑动连接，由于 滑槽8的槽底为斜面，当旋转台7转动时，滑动柱9会上下移动，滑 动柱9上下移动时带动平板5上下移动，平板5固定连接有滑套14， 座板1上固定连接有滑杆15，滑杆15在滑套14内滑动，可以保证 平板5只能上下移动，在平板5向下移动的过程中，强制回程组件可 防止平板5发生卡滞的问题，强制回程组件包括旋转套20，旋转台7 通过螺纹带动旋转套20运动，旋转套20固定连接有限位块26，限 位块26在限位筒21的凹槽25内滑动，通过限位块26和凹槽25的 配合，使旋转套20在运动的过程中不发生旋转，只能上下移动，如 果平板5发生卡滞问题，平板5底面固定连接有强制回程筒22，强 制回程筒22与第二卡环24固定连接，旋转套20与第一卡环23固定 连接，第一卡环23在第二卡环24上方，如发生卡滞，第一卡环23 在下降的过程中会与第二卡环24接触，使平板5继续下降，这样就 可以避免平板5在下降过程中发生卡滞的问题。

实施例2

参照图4-5，本实施例与实施例1不同之处在于滑动柱9靠近旋 转台7一端为斜面，滑动柱9的斜面与槽底的斜面相适配，滑动柱9 横截面为弧形，滑动柱9与滑槽8相适配，弧形滑动柱9在滑槽8内 滑动，滑动柱9的斜面与滑槽8槽底的斜面角度一致，可以使滑动柱 9在滑槽8内平稳的滑动。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、 “下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、 “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置 关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为 对本发明的限制。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本 发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普 通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本 发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种超精密加工用高刚度升降装置，其特征在于,包括：

外壳，所述外壳包括座板(1)，所述座板(1)可拆卸连接有侧板(2)；

传动组件，所述传动组件包括旋转杆(3)，所述旋转杆(3)转动连接有基座(4)，所述基座(4)转动连接在所述座板(1)上，所述基座(4)顶面固定连接升降台柱，所述升降台柱顶面固定连接有平板(5)，所述旋转杆(3)分别与所述座板(1)和所述侧板(2)转动连接，所述旋转杆(3)远离所述基座(4)一端固定连接有联轴器(6)，所述平板(5)和所述基座(4)之间设置有滑动限位组件。

2.根据权利要求1所述的超精密加工用高刚度升降装置，其特征在于：所述升降台柱包括旋转台(7)，所述旋转台(7)固定连接于基座(4)顶面，所述旋转台(7)开设有两个滑槽(8)，所述滑槽(8)为弧形，所述滑槽(8)两端深度不同，所述滑槽(8)的槽底为斜面，任一所述滑槽(8)的所述槽底深端与另一所述滑槽(8)的所述槽底浅端位置对应，所述滑槽(8)内滑动连接有滑动柱(9)，所述滑动柱(9)顶面与所述平板(5)固定连接。

3.根据权利要求2所述的超精密加工用高刚度升降装置，其特征在于：所述滑动柱(9)靠近所述旋转台(7)一端开设有球窝(27)，所述滑槽(8)的所述槽底开设有槽沟(10)，所述球窝(27)内滑动连接有球珠(11)，所述球珠(11)位于所述槽沟(10)内。

4.根据权利要求2所述的超精密加工用高刚度升降装置，其特征在于：所述滑动柱(9)靠近所述旋转台(7)一端为斜面，所述滑动柱(9)的斜面与所述槽底的斜面相适配，所述滑动柱(9)横截面为弧形，所述滑动柱(9)与所述滑槽(8)相适配。

5.根据权利要求1所述的超精密加工用高刚度升降装置，其特征在于：所述旋转杆(3)任一端固定连接有第一锥齿轮(12)，所述基座(4)上固定连接有第二锥齿轮(13)，所述第一锥齿轮(12)和所述第二锥齿轮(13)啮合。

6.根据权利要求1所述的超精密加工用高刚度升降装置，其特征在于：所述滑动限位组件包括若干滑套(14)，若干所述滑套(14)固定连接于所述平板(5)底面，所述座板(1)顶面固定连接有滑杆(15)，所述滑杆(15)伸入所述滑套(14)内，所述滑杆(15)与所述滑套(14)滑动连接。

7.根据权利要求2所述的超精密加工用高刚度升降装置，其特征在于：两个所述滑动柱(9)之间固定连接有卡板(16)，所述卡板(16)通过固定块(17)与所述平板(5)固定连接。

8.根据权利要求1所述的超精密加工用高刚度升降装置，其特征在于：所述旋转杆(3)上固定连接有若干轴承(18)，所述旋转杆(3)通过所述轴承(18)与所述侧板(2)转动连接，所述基座(4)通过所述轴承(18)和所述座板(1)转动连接，所述座板(1)上固定连接有连接板(28)，所述旋转杆(3)通过所述轴承(18)与所述连接板(28)转动连接，所述基座(4)和所述平板(5)上均开设有若干安装孔(19)。

9.根据权利要求2所述的超精密加工用高刚度升降装置，其特征在于：所述旋转台(7)活动连接有强制回程组件，所述强制回程组件包括旋转套(20)，所述旋转套(20)与所述旋转台(7)转动连接，所述旋转套(20)外缘滑动连接有限位筒(21)，所述限位筒(21)与所述基座(4)固定连接，所述旋转杆(3)穿设在所述限位筒(21)内，所述旋转杆(3)与所述限位筒(21)转动连接，

所述平板(5)底面固定连接有强制回程筒(22)，所述旋转套(20)顶面固定连接有第一卡环(23)，所述强制回程筒(22)底面固定连接有第二卡环(24)，所述第一卡环(23)与所述第二卡环(24)对应设置，所述第一卡环(23)与所述第二卡环(24)不接触。

10.根据权利要求9所述的超精密加工用高刚度升降装置，其特征在于：所述旋转套(20)内缘开设有螺纹，所述旋转台(7)外缘开设有所述螺纹，所述旋转套(20)与所述旋转台(7)通过所述螺纹连接，所述限位筒(21)内缘开设若干凹槽(25)，所述旋转套(20)外缘固定连接有限位块(26)，所述限位块(26)位于所述凹槽(25)内，所述限位块(26)与所述凹槽(25)滑动连接。

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