CN215201893U - 一种精密双轴旋转摆动位移平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种精密双轴旋转摆动位移平台，属于样品承载平台技术领域，包括平台壳体、载物台、旋转平台、摆动装置和旋转运动装置，旋转运动装置安装于平台壳体底部，旋转平台设置于平台壳体内，在旋转平台上固定安装摆动装置，旋转运动装置的旋转端连接于旋转平台以带动旋转平台旋转；摆动装置包括弧形滑轨、滑轨连接件和第一驱动机构，滑动连接件设置于弧形滑轨的外部并与其滑槽匹配安装，载物台固定安装于滑动连接件的顶部，第一驱动机构设置于弧形滑轨的一侧，第一驱动机构驱动滑动连接件沿弧形滑轨滑动以带动载物台同步摆动。本实用新型实现了位移平台的高精度旋转和摆动，可以与各种高精仪器配合使用，有较强的实用性。

Description

一种精密双轴旋转摆动位移平台

技术领域

本实用新型属于样品承载平台技术领域，更具体地，涉及一种精密双轴旋转摆动位移平台。

背景技术

精密双轴摆动旋转平台在微细加工，集成电路，生物工程，显微手术，航天航空等领域具有广泛的应用前景，已成为前沿科学以及工程技术领域的关键技术之一。在一些精密定位以及测量和实验中，经常需要将物体偏转一个角度，或者工作物件进行精确定位，因此精密转动平台得到了广泛应用。

常见的精密平台坐标原点通常在载物台平面上，或摆动轴一侧或两侧被遮挡，无法实现沿转动轴观测。目前市场上常见的解决方法是使用摇篮式结构，但是沿轴方向无法观测，且能够实现0.01°精确控制的平台在市场上基本只有国外技术能够做到，且仍旧存在只能旋转无法摆动等问题。

目前市场上亟需一款既能够实现0.01°定位精确且能够实现摆动运动的旋转平台。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种精密双轴旋转摆动位移平台，其目的在于通过第一驱动机构驱动滑动连接件沿弧形滑轨滑动以带动载物台同步摆动，由此解决现有载物台无法沿轴方向摆动观测的技术问题。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种精密双轴旋转摆动位移平台，该平台包括平台壳体、载物台、旋转平台、摆动装置和旋转运动装置；

所述旋转运动装置安装于所述平台壳体底部，所述旋转平台设置于所述平台壳体内，在所述旋转平台上固定安装所述摆动装置，所述旋转运动装置的旋转端连接于所述旋转平台以带动所述旋转平台旋转；

所述摆动装置包括弧形滑轨、滑动连接件和第一驱动机构，所述弧形滑轨的两侧对称设有滑槽，所述滑动连接件设置于所述弧形滑轨的外部并与所述滑槽匹配安装，所述载物台固定安装于所述滑动连接件的顶部，所述第一驱动机构设置于所述弧形滑轨的一侧，所述第一驱动机构用于驱动所述滑动连接件沿所述弧形滑轨滑动以带动所述载物台同步摆动。

优选地，所述驱动机构包括第一驱动电机、传动齿轮机构、蜗杆和蜗杆轴承座；所述第一驱动电机的输出轴连接于所述传动齿轮机构，所述蜗杆安装于所述蜗杆轴承座之间且其一端连接于所述传动齿轮机构；所述滑动连接件设有与所述蜗杆螺旋部相匹配的齿部；所述第一驱动电机通过所述传动齿轮机构驱动所述蜗杆转动以带动所述滑动连接件沿所述弧形滑轨滑动。

优选地，所述传动齿轮机构包括一个主动传动齿轮和多个从动齿轮，所述主动传动齿轮位于所述第一驱动电机的输出轴，多个从动齿轮交错设置相互啮合以驱动所述蜗杆转动。

优选地，所述第一驱动电机为步进电机。

优选地，在所述弧形滑轨的滑槽内设有光杆和滚珠，所述光杆贴合所述滑槽的内壁表面设置，所述滚珠位于所述滑槽内。

优选地，所述平台壳体底部设有环形安装凸台，所述旋转运动装置位于所述环形安装凸台内。

优选地，所述旋转运动装置包括第二驱动电机和行星齿轮传动机构；所述第二驱动电机的输出轴连接于所述旋转平台，所述行星齿轮传动机构安装于所述第二驱动电机与所述旋转平台之间，用以将所述第二驱动电机的步进角进行细分。

优选地，在所述行星齿轮传动机构与所述旋转平台之间设有角度编码器，所述角度编码器用于控制所述第二驱动电机输出轴的旋转角度以使所述旋转平台进行定位。

优选地，所述第二驱动电机为步进电机。

优选地，还包括单向推力球轴承，所述单向推力球轴承设置于所述旋转平台的底部并位于所述环形安装凸台上部的轴承座内。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1、本实用新型提出的精密双轴旋转摆动位移平台通过旋转运动装置和摆动装置相配合，可以实现对放置于载物台的样品多角度观测，并且设置弧形滑轨与滑动连接件配合滑动，在样品摆动观测中避免平台对样品观测的干扰。

2、本实用新型提出的精密双轴旋转摆动位移平台通过在第二驱动电机的输出轴上串联角度编码器，实现旋转角度的精准控制。

3、本实用新型提出的精密双轴旋转摆动位移平台通过使用步进电机替代伺服电机进行驱动控制，降低了使用的成本。

4、本实用新型提出的精密双轴旋转摆动位移平台可以与各种高精仪器配合使用，具有较强的实用性。

附图说明

图1是本实用新型精密双轴旋转摆动位移平台的结构示意图；

图2是本实用新型精密双轴旋转摆动位移平台中滑动连接件与弧形滑轨的结构示意图；

图3本实用新型精密双轴旋转摆动位移平台的旋转运动装置位于环形安装凸台内的结构示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：3-行星齿轮传动机构；6-环形安装凸台；7-第一驱动电机；8-第二驱动电机；13-角度编码器；18-滑动连接件；19-弧形滑轨；20-滚珠；21-光杆；31-蜗杆轴承座；33-蜗杆；37-传动齿轮机构；40-单向推力球轴承；45-载物平台。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本实用新型提出一种紧密双轴旋转摆动位移平台，该平台包括平台壳体、载物台45、旋转平台、摆动装置和旋转运动装置。

具体的，如图1和图3所示，所述旋转平台将所述平台壳体分为上下两部分，所述旋转运动装置安装于所述平台壳体下部的环形安装凸台6内。所述摆动装置固定安装于所述旋转平台并位于所述平台壳体的上部，所述载物台45固定安装于所述摆动装置上部，且在平台不工作时与所述平台壳体的上表面平齐。在所述载物台45的表面设有多个固定孔，用于固定所观测的样品。

更进一步的说明，如图1所示，所述旋转运动装置包括第二驱动电机8和行星齿轮传动机构3，所述行星齿轮传动机构3由主动齿轮和多个从动齿轮组成，其主动齿轮位于所述第二驱动电机8的输出轴上。

作为本实用新型的优选实施例，所述第二驱动电机8为步进电机。所述行星齿轮传动机构3用于将步进电机的步进角进行细分，保证达到精度要求。

本实用新型的一个实施例中，还包括角度编码器13，所述第二驱动电机8的最后一级输出轴上串联所述角度编码器13，以实现旋转角度的闭环反馈控制。

如图1所示，本实用新型的一个实施例中，还包括单向推力球轴承40，所述单向推力球轴承40安装于所述旋转平台的底部并位于所述环形安装凸台6上部的轴承座内，进一步保证所述旋转平台的旋转角度的精准度。

更进一步的说明，如图1所示，所述摆动装置包括弧形滑轨19、滑动连接件18和第一驱动机构，所述弧形滑轨19为弧形工字型结构，其对称设有矩形的滑槽，在所述弧形滑轨19的底部设有凸起的连接部，该连接部与所述旋转平台固定连接。所述滑动连接件18同样为与所述弧形滑轨19弧度相同的结构，其下部卡与所述滑槽内，使其可以沿所述弧形滑轨19滑动。在所述滑动连接件18的上部设有凸起的连接部，该连接部与所述载物台45固定连接。

优选地，如图2所示，在所述滑动连接件18的下部与所述弧形滑轨19滑槽的上表面构成的空间内设有一对光杆21和滚珠20，所述光杆分别贴合于所述滑动连接件18下部的上表面和所述弧形滑轨19滑槽上表面设置，所述滚珠20位于相对设置的所述光杆21一侧。

更进一步的说明，所述第一驱动机构包括第一驱动电机7、传动齿轮机构37、蜗杆33和蜗杆轴承座31，其中所述蜗杆轴承座31相对安装于所述旋转平台上，所述蜗杆33的两端位于所述蜗杆轴承座31内。所述第一驱动电机7通过所述传动齿轮机构37将动力传递至所述蜗杆33以驱动所述蜗杆33旋转。

具体的，在所述蜗杆33上设有螺旋部，在所述滑动连接件18的底部设有与该螺旋纹路相匹配的齿部，当所述蜗杆33旋转时，所述螺旋部旋转带动所述齿部以驱动所述滑动连接件18沿所述弧形滑轨19滑动。

本实用新型的一个实施例中，所述传动齿轮机构37由一个主动传动齿轮和多个从动齿轮组成，所述主动传动齿轮安装于所述第一驱动电机7的输出轴，多个从动齿轮交错布置并且相互啮合，最后一个从动齿轮安装于所述蜗杆33。

作为本实用新型的优选实施例，所述第一驱动电机7为步进电机。

本实用新型的一个实施例中，所述摆动装置的摆动角度通过光栅进行摆动角度的定位，进一步提高了平台的摆动精度。

工作时，所述第二驱动电机9带动所述旋转平台旋转，通过所述行星齿轮传动机构3与所述角度编码器对旋转角度进行精准控制，以实现对所述载物台45上样品的旋转观测。所述第一驱动电机7驱动所述传动齿轮机构37从而使驱动所述蜗杆33旋转，所述蜗杆33的螺旋部与所述滑动连接件18底部的齿部配合以驱动所述滑动连接件18沿所述弧形滑轨19滑动，以实现所述载物台45上样品的多角度观测。并通过角度编码器和光栅实现基于PID技术的闭环反馈控制，实现平台的高精度旋转和摆动。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种精密双轴旋转摆动位移平台，其特征在于，该平台包括平台壳体、载物台(45)、旋转平台、摆动装置和旋转运动装置；

所述旋转运动装置安装于所述平台壳体底部，所述旋转平台设置于所述平台壳体内，在所述旋转平台上固定安装所述摆动装置，所述旋转运动装置的旋转端连接于所述旋转平台以带动所述旋转平台旋转；

所述摆动装置包括弧形滑轨(19)、滑动连接件(18)和第一驱动机构，所述弧形滑轨(19)的两侧对称设有滑槽，所述滑动连接件(18)设置于所述弧形滑轨(19)的外部并与所述滑槽匹配安装，所述载物台(45)固定安装于所述滑动连接件(18)的顶部，所述第一驱动机构设置于所述弧形滑轨(19)的一侧，所述第一驱动机构用于驱动所述滑动连接件(18)沿所述弧形滑轨(19)滑动以带动所述载物台(45)同步摆动。

2.根据权利要求1所述的一种精密双轴旋转摆动位移平台，其特征在于，所述驱动机构包括第一驱动电机(7)、传动齿轮机构(37)、蜗杆(33)和蜗杆轴承座(31)；所述第一驱动电机(7)的输出轴连接于所述传动齿轮机构(37)，所述蜗杆(33)安装于所述蜗杆轴承座(31)之间且其一端连接于所述传动齿轮机构(37)；所述滑动连接件(18)设有与所述蜗杆(33)螺旋部相匹配的齿部；所述第一驱动电机(7)通过所述传动齿轮机构(37)驱动所述蜗杆(33)转动以带动所述滑动连接件(18)沿所述弧形滑轨(19)滑动。

3.根据权利要求2所述的一种精密双轴旋转摆动位移平台，其特征在于，所述传动齿轮机构(37)包括一个主动传动齿轮和多个从动齿轮，所述主动传动齿轮位于所述第一驱动电机(7)的输出轴，多个从动齿轮交错设置相互啮合以驱动所述蜗杆(33)转动。

4.根据权利要求3所述的一种精密双轴旋转摆动位移平台，其特征在于，所述第一驱动电机(7)为步进电机。

5.根据权利要求1所述的一种精密双轴旋转摆动位移平台，其特征在于，在所述弧形滑轨(19)的滑槽内设有光杆(21)和滚珠(20)，所述光杆(21)贴合所述滑槽的内壁表面设置，所述滚珠(20)位于所述滑槽内。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种精密双轴旋转摆动位移平台，其特征在于，所述平台壳体底部设有环形安装凸台(6)，所述旋转运动装置位于所述环形安装凸台(6)内。

7.根据权利要求6所述的一种精密双轴旋转摆动位移平台，其特征在于，所述旋转运动装置包括第二驱动电机(8)和行星齿轮传动机构(3)；所述第二驱动电机(8)的输出轴连接于所述旋转平台，所述行星齿轮传动机构(3)安装于所述第二驱动电机(8)与所述旋转平台之间，用以将所述第二驱动电机(8)的步进角进行细分。

8.根据去那里要求7所述的一种精密双轴旋转摆动位移平台，其特征在于，在所述行星齿轮传动机构(3)与所述旋转平台之间设有角度编码器(13)，所述角度编码器(13)用于控制所述第二驱动电机(8)输出轴的旋转角度以使所述旋转平台进行定位。

9.根据权利要求8所述的一种精密双轴旋转摆动位移平台，其特征在于，所述第二驱动电机(8)为步进电机。

10.根据权利要求6所述的一种精密双轴旋转摆动位移平台，其特征在于，还包括单向推力球轴承(40)，所述单向推力球轴承(40)设置于所述旋转平台的底部并位于所述环形安装凸台(6)上部的轴承座内。

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