[發明專利]基于圓弧鉸鏈夾持與多自由度解耦的圓柱度儀水平導軌驅動裝置

有效

• 申請號: 201610643765.6
• 申請日: 2016-08-08
• 公開（公告）號: CN106960690B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 黃景志;溫眾普;胡星燁;譚久彬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G12B5/00
• 分類號: G12B5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

基于圓弧鉸鏈夾持與多自由度解耦的圓柱度儀水平導軌驅動裝置屬于精密測量與儀器技術領域；該裝置包括夾持部件、傾斜角調節部件和轉角調節部件，夾持部件呈四面環繞式夾持精密氣浮導軌，轉角調節部件安裝在驅動部件的凹槽內；夾持部件包括矩形框架、支承方向鉸鏈、導向方向鉸鏈、弧形槽、減摩片、緊定螺釘、支承方向調節頂絲和導向方向調節頂絲；傾斜角調節部件包括U型框架、調節鉸鏈、保持架、限位柱和滑塊；轉角調節部件包括回轉軸、上外殼、轉接凸臺、下外殼、下保持架、上保持架、筒型框架、筒型保持架、調整墊塊和底部端蓋；本發明解決了精密氣浮導軌驅動中的干擾和耦合問題，可建立一種圓柱度儀水平導軌精密驅動裝置。

技術領域

本發明屬于精密測量與儀器技術領域，特別涉及一種基于圓弧鉸鏈夾持與多自由度解耦的圓柱度儀水平導軌驅動裝置。

背景技術

在精密測量與儀器技術領域，直線基準是精密/超精密測量儀器、試驗裝備與制造裝備中的核心技術之一。影響導軌直線運動精度的因素主要有裝配誤差和驅動機構的干擾，這就對導軌的裝配提出了嚴峻的挑戰，也對驅動力的傳遞方式提出了更高的要求。

清華大學提出了兩自由度運動解耦柔性鉸鏈機構(專利公開號：CN104895913A)，該裝置包括柔性鉸鏈支鏈和剛性連接件，剛性連接件包括位于柔性鉸鏈基體中間部分的終端剛性輸出平臺和分別位于柔性鉸鏈基體上、下、左、右部分的上端、下端、左端、右端剛性平臺；通過該發明的兩自由度運動解耦柔性鉸鏈機構可以實現終端各向運動和力之間的解耦，從而有助于提高兩自由度運動解耦柔性鉸鏈機構的運動精度，但是該發明只能解決二維平面內的運動解耦問題，使用起來具有一定的局限性。

浙江工業大學提出了一種全解耦動態平衡裝置(專利公開號：CN103116362A)，該裝置包括基座和工作臺，工作臺底面安裝第一直線導軌，動平臺的頂面安裝第二直線導軌，十字軸滑塊的頂面可滑動地安裝在第一直線導軌上，十字軸滑塊的底面可滑動地安裝在第二直線導軌上；通過該發明的全解耦動態平衡裝置可以實現4個自由度的動態解耦，有助于提高相互正交的兩個方向上的運動精度。但是該發明通過十字軸滑塊作為連接裝置，使用這類連接裝置時安裝誤差會附加到導軌的運動精度上，并且十字軸滑塊的運動精度低于導軌的運動精度且不具有調節功能。

天津大學提出了一種雙彈簧預緊柔性解耦直線電機定位平臺(專利公開號：CN103522079A)，該裝置包括基座和工作平臺，工作平臺設有X向驅動機構和Y向驅動機構，X向驅動機構和所述Y向驅動機構的直線電機定子均固定在基座上，Y向定位平臺上設有X向工作平臺導軌，X向工作平臺導軌上設有與其滑動連接的所述工作平臺，工作平臺通過雙彈簧預緊柔性解耦機構與X向定位平臺連接。該發明采用直線電機直接驅動運動部件，通過設計雙彈簧預緊柔性解耦機構實現定位平臺的運動解耦，以高精度的光柵傳感器作為末端反饋元件以保證系統運動的高速和高精度。但是該發明通過彈簧預緊柔性解耦機構，雖然消除了安裝誤差，但彈簧預緊后的X向工作平臺導軌沒用自適應性，不能夠濾除X向驅動機構的跳動干擾。

上述解耦裝置平臺都能夠一定程度上解決運動方向上的解耦問題，但上述現有技術存在的共性問題是運動方向上的解耦不夠完全。只有同時兼顧安裝誤差和驅動誤差等對導軌直線度的影響，才能解決穩態和動態狀態下多自由度解耦問題。為解決上述問題，本發明提出了一種基于圓弧鉸鏈夾持與多自由度解耦的圓柱度儀水平導軌驅動裝置。

發明內容

本發明的目的就是針對上述已有技術存在的問題，提出一種基于圓弧鉸鏈夾持與多自由度解耦的圓柱度儀水平導軌驅動裝置，同時兼顧安裝誤差、驅動機構的直線運動誤差、驅動力傳遞帶來的跳動干擾三個方面對導軌直線度影響因素，解決了穩態和動態狀態下多自由度解耦問題，能夠實現直線導軌的高運動精度。上述目的通過以下的技術方案實現：

一種基于圓弧鉸鏈夾持與多自由度解耦的圓柱度儀水平導軌驅動裝置，包括夾持部件、傾斜角調節部件和轉角調節部件，夾持部件呈四面環繞式夾持精密氣浮導軌，轉角調節部件安裝在下方的驅動部件的凹槽內。