[實用新型]一種X-Z長行程高速掃描裝置

有效

• 申請號: 201821819713.0
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN209431013U
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 陳文華;高健;張攬宇;張金迪;王曉亮;鐘耿君;梁俊朗;趙光同;陳新
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: F16M11/24
• 分類號: F16M11/24;F16M11/04;F16M11/18;F16F15/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;唐京橋

本申請公開了一種X?Z長行程高速掃描裝置，宏運動平臺在宏動底座上做X軸方向的水平運動，斜面滑塊增力機構將宏運動平臺的X軸方向的水平宏運動，轉換為Z軸方向的豎直宏運動，采用壓電陶瓷和高鋼彈簧相互配合，壓電陶瓷能夠實現納米級別的精度控制，通過控制高鋼彈簧的微小形變能夠實現微運動平臺的高精度位移補償，并且通過壓電陶瓷的減振功能，對微運動平臺施加反向運動作用力，能夠實現對微運動平臺的快速減振，保證微運動平臺的穩定快速運行，解決了現有的精密掃描儀器采用柔性鉸鏈疊加機構會給運動平臺產生較大的誤差，且壓電陶瓷在驅動柔性鉸鏈時會產生較大的振動，使得運動平臺的運動穩定性較低的技術問題。

技術領域

本申請涉及檢測設備技術領域，尤其涉及一種X-Z長行程高速掃描裝置。

背景技術

隨著科學技術的發展與進步，高端精密檢測儀器得到迅速發展，推動著未來光學、電子、信息產業的前進，與此同時，也對精密運動設備與高端精密儀器的極限高精能力提出了挑戰。

精密檢測儀器的性能好壞取決于儀器中的核心設備，即精密定位模塊的性能精度，而精密檢測儀器在工作過程中，其運動模塊的定位精度在很大程度上受振動影響。目前的精密掃描儀器的精確定位方式，是對垂直運動進行定位的宏運動平臺直接疊加運動平臺，且微運動平臺采用垂直運動的壓電陶瓷配合柔性鉸鏈驅動方式，雖然能夠達到一定的檢測精度要求，但是，采用柔性鉸鏈疊加機構會給運動平臺產生較大的誤差，且壓電陶瓷在驅動柔性鉸鏈時會產生較大的振動，使得運動平臺的運動穩定性較低。

實用新型內容

本申請提供了一種X-Z長行程高速掃描裝置，用于解決現有的精密掃描儀器采用柔性鉸鏈疊加機構會給運動平臺產生較大的誤差，且壓電陶瓷在驅動柔性鉸鏈時會產生較大的振動，使得運動平臺的運動穩定性較低的技術問題。

本申請提供了一種X-Z長行程高速掃描裝置，包括：宏運動平臺、微運動平臺和斜面滑塊增力機構；

所述微運動平臺包括：Z軸微動平臺、預緊螺母、推桿、高鋼彈簧、壓電陶瓷和微動底座；

所述微動底座設有第一圓柱孔和第二圓柱孔，所述第一圓柱孔和所述第二圓柱孔連通，所述第一圓柱孔的第一孔徑小于所述第二圓柱孔的第二孔徑；

所述微動底座固定在所述斜面滑塊增力機構的上鍥形塊上；

所述壓電陶瓷設置于所述第一圓柱孔內，所述壓電陶瓷的上端與所述推桿接觸；

所述高鋼彈簧套在所述推桿的外圍；

所述預緊螺母、所述推桿和所述高鋼彈簧均設置在所述第二圓柱孔內；

所述預緊螺母通過所述第二圓柱孔的內螺紋對所述高鋼彈簧施加預緊力；

所述推桿通過螺栓與所述Z軸微動平臺固定連接；

所述宏運動平臺通過所述斜面滑塊增力機構與所述微運動平臺連接，所述斜面滑塊增力機構將所述宏運動平臺的X軸方向的水平宏運動，轉換為Z 軸方向的豎直宏運動，所述微運動平臺對所述Z軸方向的位移進行定位精度補償。

優選地，所述斜面滑塊增力機構包括：下鍥形塊、所述上鍥形塊和交叉滾子導軌；

所述上鍥形塊和所述下鍥形塊通過所述交叉滾子導軌連接。

優選地，所述宏運動平臺包括：Z軸光柵尺、支撐架、Z軸導軌、Z軸滑塊、隔振臺、宏動底座、基底、X軸光柵尺讀數頭連接件、X軸光柵尺讀數頭、X軸光柵尺、X軸滑軌、驅動組件、X軸滑塊、X軸宏動平臺、斜面滑塊增力機構和Z軸宏動光柵尺讀數頭；

所述微運動平臺還包括：Z軸微動光柵尺讀數頭和Z軸光柵尺讀數頭連接件；

所述宏動底座安裝在所述隔振臺上；

所述基底和所述支撐架均安裝在所述宏動底座上；