[發(fā)明專利]一種高精度、高負載直線位移平臺

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710773101.6
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107461580B
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王正亭;欒志武;張海清;韓夢赟;于玲
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院光電技術(shù)研究所
• 主分類號: F16M11/04
• 分類號: F16M11/04;F16M11/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種高精度、高負載直線位移平臺，步進電機通過聯(lián)軸器與蝸桿軸連接，蝸桿和蝸桿軸剛性固聯(lián)，蝸輪和蝸桿嚙合，輸出較大的傳動比，蝸輪通過蝸輪軸與絲杠連接，蝸輪軸另外一端連接有高精度位置傳感器，絲杠驅(qū)動載物臺運動，載物臺固定在高精度、高負載的直線導軌的滑塊上，直線導軌固定在底座上。步進電機工作時，帶動蝸輪蝸桿副運動，絲杠和直線導軌最終將步進電機軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動，直線運動的工作行程范圍由兩光電限位開關(guān)和安裝于載物臺上的位置觸發(fā)裝置控制，直線運動的安全行程范圍由安裝于底座上的機械限位擋塊控制。可實現(xiàn)8kg負載、工作運動行程16mm的情況下，在空間任意姿態(tài)下直線性精度優(yōu)于0.008mm，重復定位精度優(yōu)于0.002mm。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高精度、高負載直線位移平臺，屬于精密機械領(lǐng)域。

背景技術(shù)

直線位移平臺廣泛運用在光電經(jīng)緯儀的調(diào)焦、變焦等需要進行精密調(diào)整的功能單元，傳統(tǒng)的直線位移平臺主要針對水平面放置工況條件下使用。在光電經(jīng)緯儀的使用中，會出現(xiàn)調(diào)焦、變焦等需要進行精密調(diào)整的功能單元在不同仰角甚至是豎直情況下進行精密調(diào)整的工況，而對于大型光電經(jīng)緯儀中的調(diào)焦、變焦功能單元，通常重量都很重，傳統(tǒng)的直線位移平臺難以滿足類似的極端工況，因此，發(fā)明一種可以在空間任意姿態(tài)下(包括豎直、懸吊等)均可實現(xiàn)高精度和高負載的直線位移平臺是非常必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決技術(shù)問題為：提供一種可以在空間任意姿態(tài)下(包括豎直、懸吊等)均可實現(xiàn)高精度和高負載的直線位移平臺。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案為：一種高精度、高負載直線位移平臺，該位移平臺在空間任意姿態(tài)(包括豎直、懸吊等)下均可實現(xiàn)高精度和高負載，步進電機固定安裝在電機固定架上，電機固定架安裝在齒輪箱上，步進電機通過第一聯(lián)軸器與蝸桿軸連接，蝸桿和蝸桿軸剛性固聯(lián)，蝸輪和蝸桿嚙合，輸出較大的傳動比，蝸輪通過蝸輪軸與絲杠連接，蝸輪軸另外一端連接有高精度位置傳感器，位置傳感器安裝在位置傳感器支座上，位置傳感器支座安裝在齒輪箱上，絲杠兩端由絲杠支座組件Ⅰ和絲杠支座組件Ⅱ限制其軸向自由度，絲杠螺帽支架上安裝有與載物臺連接的過渡連接板，過渡連接板與載物臺的方孔過渡配合，載物臺固定在高精度、高負載的直線導軌的滑塊上，直線導軌固定在底座上，兩光電限位開關(guān)固定安裝在底座上，位置觸發(fā)裝置固定安裝在載物臺上，機械限位擋塊Ⅰ和機械限位擋塊Ⅱ固定安裝在底座上，分布于載物臺直線運動方向兩端，直線運動的工作行程范圍由兩光電限位開關(guān)和安裝于載物臺上的位置觸發(fā)裝置控制，直線運動的安全行程范圍由安裝于底座上的機械限位擋塊Ⅰ和機械限位擋塊Ⅱ控制。

其中，步進電機在通電工作時，帶動通過第一聯(lián)軸器連接的蝸桿軸、蝸桿同步轉(zhuǎn)動，蝸桿與蝸桿軸剛性固聯(lián)，蝸輪與蝸桿嚙合，蝸輪與蝸輪軸剛性固聯(lián)，蝸輪軸兩端分別與絲杠和高精度位置傳感器連接，其中，高精度位置傳感器通過第二聯(lián)軸器與蝸輪軸連接，絲杠與蝸輪剛性固聯(lián)，蝸輪的旋轉(zhuǎn)運動傳遞到絲杠，進而轉(zhuǎn)化為絲杠螺帽支架的直線運動，過渡連接板固定在絲杠螺帽支架上，并與載物臺的方孔對應(yīng)，絲杠螺帽支架通過過渡連接板驅(qū)動載物臺運動，載物臺固定在四個(兩組)高精度、高負載的直線導軌的滑塊上，滑塊可在兩根導軌上沿直線方向滑動，兩根直線導軌固定在底座上，至此，步進電機軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為載物臺的直線運動，載物臺的直線運動過程中，由兩個固定安裝在底座上的光電限位開關(guān)和固定安裝在載物臺上的位置觸發(fā)裝置共同限定其工作行程范圍，其中一個光電限位開關(guān)確定高精度位置傳感器的零位，載物臺相對于零位的位置由高精度位置傳感器確定，在光電限位開關(guān)失效的情況下，載物臺的位置會越過光電限位開關(guān)限定的位置，此時，在載物臺直線運動的兩端，于底座上安裝的機械限位擋塊Ⅰ和機械限位擋塊Ⅱ可保護位移平臺不受損壞。

其中，該位移平臺可實現(xiàn)8kg負載、工作運動行程16mm的情況下，在空間任意姿態(tài)下(包括豎直、懸吊等)直線性精度優(yōu)于0.008mm，重復定位精度優(yōu)于0.002mm。