CN117381466A - 一种可多方向运动的高精度位移滑台 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可多方向运动的高精度位移滑台，包括从下至上依次层叠布置的Z轴位移模组、X轴位移模组、旋转滑台模组；所述Z轴位移模组包括Z轴位移平台、与Z轴位移平台连接的Z轴滑块、设于Z轴滑块与X轴位移模组之间的Z轴滑动组件，以及用于驱动Z轴位移平台与X轴位移模组相对滑动的Z轴驱动组件；所述Z轴驱动组件包括拨动块，以及用于驱动拨动块以使Z轴位移平台下滑运动的Z轴驱动件；所述Z轴驱动件用于沿水平方向驱动拨动块，并通过拨动块将水平方向的驱动力转化为Z轴方向的驱动力。本发明可以进行Z轴方向、X轴方向以及旋转的多方向运动，Z轴驱动组件是通过拨动块将水平方向的驱动力转化为Z轴方向的驱动力，便于安装易于操作，且可以使得滑台所承受的负载大。

Description

一种可多方向运动的高精度位移滑台

技术领域

本发明涉及滑台技术领域，尤其涉及一种可多方向运动的高精度位移滑台。

背景技术

目前，市面上大多数的X轴滑台、Z轴滑台是通过L型支架安装在一起，即一个滑台安装在L型支架的横端，另一个滑台安装在L型支架的竖端，X轴滑台、Z轴滑台相互垂直组装而成，这种结构所占安装空间过大；而且因为是通过L型支架来安装，滑台的运动精度还依赖于L型支架本身的结构精度，并且无法再进行旋转滑台的安装。

发明内容

本发明的目的是提供一种可多方向运动的高精度位移滑台，可以进行Z轴方向、X轴方向以及旋转的多方向运动，Z轴驱动组件是通过拨动块将水平方向的驱动力转化为Z轴方向的驱动力，便于安装易于操作，且可以使得滑台所承受的负载。

为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种可多方向运动的高精度位移滑台，包括从下至上依次层叠布置的Z轴位移模组、X轴位移模组、旋转滑台模组；所述Z轴位移模组包括Z轴位移平台、与Z轴位移平台连接的Z轴滑块、设于Z轴滑块与X轴位移模组之间的Z轴滑动组件，以及用于驱动Z轴位移平台与X轴位移模组相对滑动的Z轴驱动组件；所述Z轴驱动组件包括拨动块，以及用于驱动拨动块以使Z轴位移平台下滑运动的Z轴驱动件；所述Z轴驱动件用于沿水平方向驱动拨动块，并通过拨动块将水平方向的驱动力转化为Z轴方向的驱动力。

优选地，所述拨动块包括用于驱动Z轴位移平台下滑运动的第一抵接端、用于与Z轴驱动件相抵接的第二抵接端，以及可转动安装的转动端。

优选地，所述拨动块呈Y型构造；所述转动端设于拨动块的Y型结构直柱部，第一抵接端、第二抵接端分别设于拨动块的Y型结构V形部。

优选地，所述X轴位移模组包括X轴位移平台、与旋转滑台模组固定的X轴滑块、设于X轴位移平台与X轴滑块之间的X轴滑动组件，以及用于驱动X轴位移平台与X轴滑块经X轴滑动组件相对滑动的X轴驱动件。

优选地，所述旋转滑台模组包括固定盘、可相对于固定盘转动的旋转盘，以及用于驱动旋转盘转动的旋转驱动组件。

优选地，所述旋转驱动组件包括安装于旋转盘一侧的驱动柱，以及对向设置于驱动柱两外侧的旋转驱动件、弹性支撑件；所述旋转驱动件用于经驱动柱带动旋转盘转动，并使得弹性支撑件压缩；所述弹性支撑件用于经驱动柱带动旋转盘复位。

优选地，所述固定盘内设有第一转轴，且第一转轴伸入旋转盘内布置；所述第一转轴外周向转动套设有第一定位套、第二定位套；所述第一定位套位于第二定位套的上方，且第一定位套的内径大于第二定位套的内径以形成台阶结构。

优选地，所述Z轴位移模组、X轴位移模组、旋转滑台模组上均设有锁紧限位组件，用于将滑动或旋转后的运动部件锁紧定位。

优选地，所述X轴位移模组与Z轴位移模组之间经第一连接块连接；所述旋转滑台模组与X轴位移模组之间经第二连接块连接。

优选地，所述Z轴滑动组件、X轴滑动组件均采用交叉滚柱导轨副。

采用上述方案，本发明的有益效果是：

本发明提供的一种可多方向运动的高精度位移滑台，可以进行Z轴方向、X轴方向以及旋转的多方向运动，同时通过Z轴位移模组、X轴位移模组、旋转滑台模组的层叠结构设计，体积减小使得可在较为有限的空间内使用，且不需要依赖于L型支架安装，滑台运动精度高，从而可以适应于更多的应用场合。同时，Z轴驱动组件是通过拨动块将水平方向的驱动力转化为Z轴方向的驱动力，一方面便于安装易于操作，另一方面可以使得滑台所承受的负载大。在优选方案中，Z轴位移模组、X轴位移模组通过交叉滚柱导轨副来保证位移的高精度，旋转滑台模组通过两个定位套来保证旋转精度。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的Z轴位移模组的立体图；

图3为本发明的Z轴位移模组的剖视图；

图4为本发明的X轴位移模组的立体图；

图5为本发明的旋转滑台模组的立体图；

图6为本发明的旋转滑台模组的剖视图；

其中，附图标识说明：

1—Z轴位移模组， 2—X轴位移模组，

3—旋转滑台模组， 4—锁紧限位组件，

5—第一连接块， 6—第二连接块，

11—Z轴位移平台， 12—Z轴滑块，

13—Z轴滑动组件， 14—拨动块，

15—Z轴驱动件， 16—固定板，

17—第一复位弹簧， 21—X轴位移平台，

22—X轴滑块， 23—X轴驱动件，

31—固定盘， 32—旋转盘，

33—驱动柱， 34—旋转驱动件，

35—弹性支撑件， 36—第一定位套，

37—第二定位套。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

参照图1至6所示，本发明提供一种可多方向运动的高精度位移滑台，包括从下至上依次层叠布置的Z轴位移模组1、X轴位移模组2、旋转滑台模组3；所述Z轴位移模组1包括Z轴位移平台11、与Z轴位移平台11连接的Z轴滑块12、设于Z轴滑块12与X轴位移模组2之间的Z轴滑动组件13，以及用于驱动Z轴位移平台11与X轴位移模组2相对滑动的Z轴驱动组件；所述Z轴驱动组件包括拨动块14，以及用于驱动拨动块14以使Z轴位移平台11下滑运动的Z轴驱动件15；所述Z轴驱动件15用于沿水平方向驱动拨动块14，并通过拨动块14将水平方向的驱动力转化为Z轴方向的驱动力。此外，所述X轴位移模组2与Z轴位移模组1之间经第一连接块5连接；所述旋转滑台模组3与X轴位移模组2之间经第二连接块6连接。

本发明提供的一种可多方向运动的高精度位移滑台，结构简单、体积小、精度高，可以在较为有限的空间内安装使用，易于进行定位调整，可用于为检验、加工、组装工序的工装夹具等。

请继续参照图2-3，Z轴位移模组1：

所述拨动块14包括用于驱动Z轴位移平台11下滑运动的第一抵接端、用于与Z轴驱动件15相抵接的第二抵接端，以及可转动安装的转动端。一具体实施例中，所述拨动块14呈Y型构造；所述转动端设于拨动块14的Y型结构直柱部，第一抵接端、第二抵接端分别设于拨动块14的Y型结构V形部。

Z轴滑动组件13包括Z轴滑块12的相对两内侧各镶嵌的一交叉滚柱导轨副，每一交叉滚柱导轨副包括平行布置的两个直线导轨，其中一直线导轨上端与第一连接块5固定，另一直线导轨下端与Z轴位移平台11固定，Z轴位移平台11与X轴位移模组2依靠两个直线导轨的相对运动来实现相对滑动，通过内镶式的交叉滚柱导轨副保证Z轴位移精度。

为了方便Z轴驱动组件工作，在Z轴位移平台11与第一连接块5之间还设有固定板16，固定板16与Z轴滑块12平行布置，Z轴滑动组件置于固定板16与Z轴滑块12之间，且固定板16经直线导轨与第一连接块5固定。

在Z轴驱动组件中，拨动块14与Z轴滑动组件13分别设于固定板16的相对两外侧，拨动块14的转动端经第二转轴转动安装于固定板16上，拨动块14可相对于固定板16转动；Z轴驱动件15安装固定于Z轴位移平台11上。当Z轴驱动件15驱动拨动块14转动时，第一抵接端对第一连接块5施加Z轴方向向上的驱动力，由于Z轴驱动件15安装在Z轴位移平台11上，则可实现Z轴位移平台11相对于X轴位移模组2下滑。

为了防止Z轴驱动件15驱动Z轴位移平台11位移过大，以及为了使得Z轴位移平台11在下滑后能自动复位，在固定板16与Z轴位移平台11之间连接设置第一复位弹簧17，且第一复位弹簧17沿Z轴方向布置。

通过设置拨动块14，把Z轴驱动件15的水平方向驱动力转化为Z轴方向驱动力，如此设计，一方面是为了安装方便易于操作，另一方面可以使得滑台所承受的负载大。假如此处将Z轴驱动件15沿Z轴方向安装，当Z轴驱动件15沿Z轴方向驱动Z轴滑块12运动时，Z轴位移平台11能承受的负载要小于第一复位弹簧17与锁紧限位组件4的锁紧力，否则会使Z轴位移平台11下移而造成工件易动，导致精度缺失。

请继续参照图1，在Z轴驱动件15驱动调节行程后，通过锁紧限位组件4来锁紧Z轴位移平台11的位置，从而保证滑台不会动而导致失去精度。其中，Z轴位移模组1的锁紧限位组件4包括第一连接板、Z轴锁附件，第一连接板的一侧固定于固定板16上，第一连接板的另一侧沿Z轴方向开设有Z轴调节腰型孔，且Z轴滑块12上对应Z轴调节腰型孔开设有Z轴限位锁附孔。在Z轴位移平台11下滑到位后，将Z轴锁附件穿过Z轴调节腰型孔、Z轴限位锁附孔并固定，实现对固定板16与Z轴滑块12的锁附固定。

在第一抵接端、第二抵接端的外侧各设置一抵接凸起部，第一抵接端的抵接凸起部与设于第一连接块5底部的转接柱接触，第二抵接端的抵接凸起部与Z轴驱动件15的驱动端接触。

更进一步地，第一抵接端与第二抵接端对称设置，当第二转轴的中心点(旋转的圆心)与第一抵接端的抵接凸起部的中心点(受力点)连线以及第二转轴的中心点与第二抵接端的抵接凸起部的中心点(受力点)连线形成直角(呈90°)时，由于距离相同，当Z轴驱动件15的水平方向驱动力转化为Z轴方向(竖直方向)的驱动力时，在水平方向移动的距离与Z轴方向移动的距离是1:1等比的，即等比例地把水平方向的位移距离转化为Z轴方向的位移距离，如此实现易于操作控制及读数。

请继续参照图4，X轴位移模组2：

所述X轴位移模组2包括X轴位移平台21、与旋转滑台模组3固定的X轴滑块22、设于X轴位移平台21与X轴滑块22之间的X轴滑动组件，以及用于驱动X轴位移平台21与X轴滑块22经X轴滑动组件相对滑动的X轴驱动件23。

为了防止X轴驱动件23驱动X轴滑块22位移过大，以及为了使得X轴滑块22在滑动后能自动复位，在X轴位移平台21与X轴滑块22之间连接设置第二复位弹簧，且第二复位弹簧沿X轴方向布置。

请继续参照图4，在X轴驱动件23驱动调节行程后，通过锁紧限位组件4来锁紧X轴滑块22的位置，从而保证滑台不会动而导致失去精度。其中，X轴位移模组2的锁紧限位组件4包括第二连接板、X轴锁附件，第二连接板的下部固定于X轴位移平台21侧面，第二连接板的上部沿X轴方向开设有X轴调节腰型孔，且X轴滑块22上对应X轴调节腰型孔开设有X轴限位锁附孔。在X轴滑块22滑动到位后，将X轴锁附件穿过X轴调节腰型孔、X轴限位锁附孔并固定，实现对X轴滑块22与X轴位移平台21的锁附固定。

X轴滑动组件包括X轴滑块22的相对两内侧各镶嵌的一交叉滚柱导轨副，X轴滑块22是通过内镶式的交叉滚柱导轨副来保证其位移精度。

请继续参照图5-6，旋转滑台模组3：

所述旋转滑台模组3包括固定盘31、可相对于固定盘31转动的旋转盘32，以及用于驱动旋转盘32转动的旋转驱动组件。所述旋转驱动组件包括安装于旋转盘32一侧的驱动柱33，以及对向设置于驱动柱33两外侧的旋转驱动件34、弹性支撑件35；所述旋转驱动件34用于经驱动柱33带动旋转盘32转动，并使得弹性支撑件35压缩；所述弹性支撑件35用于经驱动柱33带动旋转盘32复位。

所述固定盘31内设有第一转轴，且第一转轴伸入旋转盘32内布置；所述第一转轴外周向转动套设有第一定位套36、第二定位套37；所述第一定位套36位于第二定位套37的上方，且第一定位套36的内径大于第二定位套37的内径以形成台阶结构。旋转滑台模组3通过两个定位套，来保证滑台旋转的精度。此外，采用两个定位套上下层叠布置形成台阶结构，而不是将两个定位套一体成型，降低了同一工件加工多个平面的加工难度。

为了防止旋转驱动件34驱动旋转盘32转动位移过大，以及为了使得旋转盘32在转动后能自动复位，设置弹性支撑件35。弹性支撑件35包括支撑柱，以及套设在支撑柱上的第三复位弹簧。

请继续参照图5，在旋转驱动件34驱动调节行程后，通过锁紧限位组件4来锁紧旋转盘32的位置，从而保证滑台不会动而导致失去精度。其中，旋转滑台模组3的锁紧限位组件4包括旋转锁附件，旋转盘32的侧面开设有旋转限位锁附孔。在旋转盘32转动到位后，将旋转锁附件穿过旋转限位锁附孔，并使得旋转锁附件的末端顶紧固定盘31的侧面，以限制固定盘31与旋转盘32相对转动。

在另一具体实施例中，Z轴锁附件、X轴锁附件、旋转锁附件均采用调节螺钉，Z轴限位锁附孔、X轴限位锁附孔、旋转限位锁附孔均开设为螺纹孔，通过拧动调节螺钉在螺纹孔内转动实现锁附固定。

更进一步地，请继续参照图1，为了节省安装空间，Z轴驱动件15、X轴驱动件23、旋转驱动件34均沿X轴方向安装。为了更好地将本发明提供的位移滑台应用于精密检验、加工、组装工序，Z轴驱动件15、X轴驱动件23、旋转驱动件34均采用千分尺测微头，且千分尺测微头是采用螺牙结构，所承受的力大，通过拧动千分尺测微头进行驱动，可以精确控制滑动或转动的位移。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可多方向运动的高精度位移滑台，其特征在于，包括从下至上依次层叠布置的Z轴位移模组、X轴位移模组、旋转滑台模组；所述Z轴位移模组包括Z轴位移平台、与Z轴位移平台连接的Z轴滑块、设于Z轴滑块与X轴位移模组之间的Z轴滑动组件，以及用于驱动Z轴位移平台与X轴位移模组相对滑动的Z轴驱动组件；所述Z轴驱动组件包括拨动块，以及用于驱动拨动块以使Z轴位移平台下滑运动的Z轴驱动件；所述Z轴驱动件用于沿水平方向驱动拨动块，并通过拨动块将水平方向的驱动力转化为Z轴方向的驱动力。

2.根据权利要求1所述的可多方向运动的高精度位移滑台，其特征在于，所述拨动块包括用于驱动Z轴位移平台下滑运动的第一抵接端、用于与Z轴驱动件相抵接的第二抵接端，以及可转动安装的转动端。

3.根据权利要求2所述的可多方向运动的高精度位移滑台，其特征在于，所述拨动块呈Y型构造；所述转动端设于拨动块的Y型结构直柱部，第一抵接端、第二抵接端分别设于拨动块的Y型结构V形部。

4.根据权利要求1所述的可多方向运动的高精度位移滑台，其特征在于，所述X轴位移模组包括X轴位移平台、与旋转滑台模组固定的X轴滑块、设于X轴位移平台与X轴滑块之间的X轴滑动组件，以及用于驱动X轴位移平台与X轴滑块经X轴滑动组件相对滑动的X轴驱动件。

5.根据权利要求1所述的可多方向运动的高精度位移滑台，其特征在于，所述旋转滑台模组包括固定盘、可相对于固定盘转动的旋转盘，以及用于驱动旋转盘转动的旋转驱动组件。

6.根据权利要求5所述的可多方向运动的高精度位移滑台，其特征在于，所述旋转驱动组件包括安装于旋转盘一侧的驱动柱，以及对向设置于驱动柱两外侧的旋转驱动件、弹性支撑件；所述旋转驱动件用于经驱动柱带动旋转盘转动，并使得弹性支撑件压缩；所述弹性支撑件用于经驱动柱带动旋转盘复位。

7.根据权利要求5所述的可多方向运动的高精度位移滑台，其特征在于，所述固定盘内设有第一转轴，且第一转轴伸入旋转盘内布置；所述第一转轴外周向转动套设有第一定位套、第二定位套；所述第一定位套位于第二定位套的上方，且第一定位套的内径大于第二定位套的内径以形成台阶结构。

8.根据权利要求1所述的可多方向运动的高精度位移滑台，其特征在于，所述Z轴位移模组、X轴位移模组、旋转滑台模组上均设有锁紧限位组件，用于将滑动或旋转后的运动部件锁紧定位。

9.根据权利要求1所述的可多方向运动的高精度位移滑台，其特征在于，所述X轴位移模组与Z轴位移模组之间经第一连接块连接；所述旋转滑台模组与X轴位移模组之间经第二连接块连接。

10.根据权利要求4所述的可多方向运动的高精度位移滑台，其特征在于，所述Z轴滑动组件、X轴滑动组件均采用交叉滚柱导轨副。