CN2580470Y - 三自由度超精密定位平台 - Google Patents
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Abstract
三自由度超精密定位平台，它涉及超精密定位平台的改进。在光学调整中，经常需要将入射光线偏转一个角度射出，以达到各种试验的要求。在现有技术情况下，一般是通过螺纹或顶丝调整镜架机构，以达到偏转入射光的目的，其角度分辨率最高只能达到0.1°≈1.75mrad。本实用新型的圆形平台(1－1)的下端是圆筒(1－2)，圆筒(1－2)分为上下两截，圆筒(1－2)的上截圆筒(1－21)与下截圆筒(1－22)之间固定有平板(1－3)，基础台体(5)内呈等边三角形固定有三组各自独立的压电陶瓷预紧机构(10)，三组压电陶瓷预紧机构(10)设置在基础台体(5)与圆形平台(1－1)之间。本实用新型转角范围可达到±0.4～±1mrad，角度分辨率可达到0.1μrad，位移重复定位精度可达到2nm。
Description
技术领域：本实用新型涉及超精密定位平台的改进。
背景技术：在光学调整中，经常需要将入射光线偏转一个角度射出，以达到各种试验的要求。在现有技术情况下，一般是通过螺纹或顶丝调整镜架机构，以达到偏转入射光的目的，其角度分辨率最高只能达到0.1°≈1.75mrad。但是当偏转角度非常小时(微弧度级)，角度分辨率要求更高时，往往通过现有调整手段不能达到所需调整角度。当需要对反射镜面高度进行细微调整时，现有技术条件下重复定位精度只能达到1μm。
实用新型内容：本实用新型的目的是研制一种三自由度超精密定位平台，它应具有体积小、结构紧凑、精度高、频率响应快的特点。本实用新型包含运动输出平台1、螺纹圆锥销4、基础台体5、底座9，它还包含平板1-3和三组各自独立的压电陶瓷预紧机构10；运动输出平台1的上端是圆形平台1-1，圆形平台1-1的下端是圆筒1-2，圆筒1-2分为上下两截，圆筒1-2的上截圆筒1-21与下截圆筒1-22之间固定有平板1-3，基础台体5的上部设置在下截圆筒1-22内，基础台体5上的螺纹孔与下截圆筒1-22筒壁上的锥孔相对应并由螺纹圆锥销4将两者固定在一起。基础台体5的下部设置在底座9内，下截圆筒1-22的下端与底座9的上端螺纹连接，基础台体5内呈等边三角形固定有三组各自独立的压电陶瓷预紧机构10，三组压电陶瓷预紧机构10设置在基础台体5与圆形平台1-1之间。本实用新型的优点是：体积小、结构紧凑、精度高、频率响应快。由于采用了压电陶瓷作为致动器，保证了驱动源的高精度运动输出和快的响应速度。三组压电陶瓷预紧机构呈等边三角形分布，使出力均匀稳定，对输出转角或输出位移控制更加方便容易。由于运动输出平台采用了平板，保证了运动传递的连续性、无洄滞、无摩擦、没有机械损耗。本实用新型转角范围可达到±0.4～±1mrad，角度分辨率可达到0.1μrad，位移重复定位精度可达到2nm。
附图说明：图1是本实用新型的整体结构示意图，图2是压电陶瓷预紧机构10的结构及其与周围部件的连接结构示意图，图3是平板1-3与圆筒1-2的上截圆筒1-21和下截圆筒1-22的连接结构示意图，图4是图3的A-A剖视图。
具体实施方式一：本实施方式由运动输出平台1、螺纹圆锥销4、基础台体5、底座9、平板1-3、三组各自独立的压电陶瓷预紧机构10组成；运动输出平台1的上端是圆形平台1-1，圆形平台1-1的下端是圆筒1-2，圆筒1-2分为上下两截，圆筒1-2的上截圆筒1-21与下截圆筒1-22之间固定有平板1-3，平板1-3为扁平的圆环板并且它的内径、外径与圆筒1-2的内径、外径相同，平板1-3的上平面呈等边三角形固定有三个上凸台1-4，三个上凸台1-4的上端与上截圆筒1-21的下端固定连接；平板1-3的下平面呈等边三角形固定有三个下凸台1-5，每个下凸台1-5在平板1-3下平面上的固定位置处在每两个上凸台1-4的中间，三个下凸台1-5的下端与下截圆筒1-22的上端固定连接，平板1-3通过三个上凸台1-4和三个下凸台1-5与上截圆筒1-21和下截圆筒1-22之间固定连接，在圆筒1-2上形成上下两层被三个上凸台1-4和三个下凸台1-5均匀分成的六个扁形通孔1-6。基础台体5的上部设置在下截圆筒1-22内，基础台体5上的螺纹孔与下截圆筒1-22筒壁上的锥孔相对应并由螺纹圆锥销4将两者固定在一起。基础台体5的下部设置在底座9内，下截圆筒1-22的下端与底座9的上端螺纹连接，底座9的下端开有通孔9-1。基础台体5内呈等边三角形固定有三组各自独立的压电陶瓷预紧机构10，三组压电陶瓷预紧机构10设置在基础台体5与圆形平台1-1之间。每组的压电陶瓷预紧机构10由钢珠2、压电陶瓷3、上预紧斜块6、下预紧斜块7、顶丝8组成；下预紧斜块7设置在基础台体5内的台座5-1的上面，上预紧斜块6设置在下预紧斜块7的上端，压电陶瓷3设置在上预紧斜块6的上端，钢珠2设置在压电陶瓷3上端的圆坑与圆形平台1-1下端的圆坑之间，顶丝8设置在基础台体5筒壁上的螺纹通孔5-2内，顶丝8与下预紧斜块7水平活动连接。下预紧斜块7左端的宽度小于右端的宽度，上预紧斜块6右端的宽度小于左端的宽度。下预紧斜块7和上预紧斜块6斜面的倾斜角度相等。下预紧斜块7和上预紧斜块6两个斜面相邻设置。
压电陶瓷预紧机构10呈等边三角形分布，可以更加容易的产生θx、θy转角和Z向位移。通过顶丝8对安装在基础台体5上的下预紧斜块7加力，使下预紧斜块7产生平移，同时由于上预紧斜块6和下预紧斜块7的斜面倾斜角度相同，并且小于自锁角，使上预紧斜块6产生向上的位移，达到对压电陶瓷预紧的目的，也从而使压电陶瓷3、钢珠2和运动输出平台1的连接没有间隙。
Claims (7)
1、三自由度超精密定位平台，它包含运动输出平台(1)、螺纹圆锥销(4)、基础台体(5)、底座(9)，其特征在于它还包含平板(1-3)和三组各自独立的压电陶瓷预紧机构(10)；运动输出平台(1)的上端是圆形平台(1-1)，圆形平台(1-1)的下端是圆筒(1-2)，圆筒(1-2)分为上下两截，圆筒(1-2)的上截圆筒(1-21)与下截圆筒(1-22)之间固定有平板(1-3)，基础台体(5)的上部设置在下截圆筒(1-22)内，基础台体(5)上的螺纹孔与下截圆筒(1-22)筒壁上的锥孔相对应并由螺纹圆锥销(4)将两者固定在一起，基础台体(5)的下部设置在底座(9)内，下截圆筒(1-22)的下端与底座(9)的上端螺纹连接，基础台体(5)内呈等边三角形固定有三组各自独立的压电陶瓷预紧机构(10)，三组压电陶瓷预紧机构(10)设置在基础台体(5)与圆形平台(1-1)之间。
2、根据权利要求1所述的三自由度超精密定位平台，其特征在于平板(1-3)为扁平的圆环板并且它的内径、外径与圆筒(1-2)的内径、外径相同，平板(1-3)的上平面呈等边三角形固定有三个上凸台(1-4)，三个上凸台(1-4)的上端与上截圆筒(1-21)的下端固定连接；平板(1-3)的下平面呈等边三角形固定有三个下凸台(1-5)，每个下凸台(1-5)在平板(1-3)下平面上的固定位置处在每两个上凸台(1-4)的中间，三个下凸台(1-5)的下端与下截圆筒(1-22)的上端固定连接，平板(1-3)通过三个上凸台(1-4)和三个下凸台(1-5)与上截圆筒(1-21)和下截圆筒(1-22)之间固定连接，在圆筒(1-2)上形成上下两层被三个上凸台(1-4)和三个下凸台(1-5)均匀分成的六个扁形通孔(1-6)。
3、根据权利要求1所述的三自由度超精密定位平台，其特征在于每组的压电陶瓷预紧机构(10)由钢珠(2)、压电陶瓷(3)、上预紧斜块(6)、下预紧斜块(7)、顶丝(8)组成；下预紧斜块(7)设置在基础台体(5)内的台座(5-1)上面，上预紧斜块(6)设置在下预紧斜块(7)的上端，压电陶瓷(3)设置在上预紧斜块(6)的上端，钢珠(2)设置在压电陶瓷(3)上端的圆坑与圆形平台(1-1)下端的圆坑之间，顶丝(8)设置在基础台体(5)筒壁上的螺纹通孔(5-2)内，顶丝(8)与下预紧斜块(7)水平活动连接。
4、根据权利要求(3)所述的三自由度超精密定位平台，其特征在于下预紧斜块(7)左端的宽度小于右端的宽度，上预紧斜块(6)右端的宽度小于左端的宽度。
5、根据权利要求3所述的三自由度超精密定位平台，其特征在于下预紧斜块(7)和上预紧斜块(6)斜面的倾斜角度相等。
6、根据权利要求3所述的三自由度超精密定位平台，其特征在于下预紧斜块(7)和上预紧斜块(6)两个斜面相邻设置。
7、根据权利要求1所述的三自由度超精密定位平台，其特征在于底座(9)的下端开有通孔(9-1)。
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|---|---|---|---|
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- 2002-11-18 CN CN 02281264 patent/CN2580470Y/zh not_active Expired - Lifetime
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SUZHOU BOSHI ROBOT TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: HIT BOSHI PRECISION MEASURE + CONTROL CO., LTD. Effective date: 20100513 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
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