專利名稱：一種平面微動(dòng)操縱結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于平面微動(dòng)行程驅(qū)動(dòng)的操縱結(jié)構(gòu)，它的原理和制造涉及精密機(jī)械，應(yīng)用于顯微操作器的平面二維快速微距驅(qū)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)。
現(xiàn)有的技術(shù)是通過(guò)雙球偏心結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一個(gè)微移動(dòng)量再通過(guò)一個(gè)二維平面導(dǎo)軌將微移動(dòng)量轉(zhuǎn)換成直線移動(dòng)量[1]，通過(guò)二個(gè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)的微量移動(dòng)導(dǎo)致了裝置的制造成本和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性增高，本實(shí)用新型的目的是提供一種裝置，既能實(shí)現(xiàn)平面快速微動(dòng)驅(qū)動(dòng)又具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的在已有的基座上設(shè)置一個(gè)具有平底的豎直圓孔，設(shè)置一個(gè)定位螺母套與豎直孔以螺紋連接，定位螺母套的位于豎直孔內(nèi)一端帶有向軸線傾斜的斜端面，定位螺母套的斜端面與一個(gè)定向半球體的球面接觸。設(shè)置了一操縱桿，操縱桿穿過(guò)定位螺母套與定向半球體連結(jié)，操縱桿與定向半球體共軸且連結(jié)經(jīng)過(guò)球面直至定向半球的底面。在與定向半球連結(jié)的操縱桿的一端設(shè)置了一個(gè)與操縱桿共軸的孔，在孔內(nèi)設(shè)置一根球軸，球軸伸出孔的一端與一個(gè)超半球的底面連結(jié)，連結(jié)后球軸與超半球共軸，超半球的直徑大于定向半球的直徑， 超半球的底與定向半球體的底面相對(duì)，在超半球的底上設(shè)置一光孔，光孔與超半球共軸，光孔的直徑大于定向半球底面的直徑小于超半球底的直徑并與球軸共軸，光孔底平面到球面的垂直距離小于超半球的半徑。在光孔底平面設(shè)置一環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽與超半球共軸，環(huán)形凹槽的外徑小于定向半球底面的直徑，環(huán)形凹槽的內(nèi)徑大于球軸的直徑。在環(huán)形凹槽中放置一頂球壓簧，頂球壓簧處于蓄能狀態(tài)其一端與環(huán)形凹槽的底接觸另一端與定向半球的底接觸，頂球壓簧的作用是使定向半球與定位螺母套的斜面緊密接觸。在豎直孔的平底設(shè)置一擋圈，在擋圈上設(shè)置了三等分半圓缺口，在半圓缺口內(nèi)放置滾珠，滾珠與豎直孔的平底相接觸同時(shí)與超半球的球面接觸。在基座的中部設(shè)置二個(gè)水平圓孔，二個(gè)水平圓孔的軸線相互垂直且與豎直孔的軸線垂直。在水平圓孔內(nèi)設(shè)置推管，推管一段伸出基座，推管的另一端伸出豎直孔的徑向面并與超半球的過(guò)球心水平面處的球面緊密接觸，在推管與水平圓孔邊緣之間設(shè)置復(fù)位壓簧。當(dāng)旋轉(zhuǎn)定位螺母套使定超半球與定向半球的球心重合時(shí)，搖動(dòng)操縱桿超半球以定向半球的球心為圓心轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)用定位螺母套使超半球與定向半球的球心之間有一距離L時(shí)，搖動(dòng)操縱桿時(shí)超半球的過(guò)球心水平面與推管相接觸的球面點(diǎn)是做非圓周運(yùn)動(dòng)，其中超半球的在水平面方向的移動(dòng)量D可表達(dá)為D＝-(L×tgθ)，θ操縱桿搖動(dòng)時(shí)與豎直孔軸線的角度，負(fù)號(hào)表示操縱桿搖動(dòng)的方向與超半球球心的移動(dòng)方向相反，即可通過(guò)改變二個(gè)半球的球心距離來(lái)設(shè)定在同樣的搖動(dòng)角度下不同的推管移動(dòng)量，移動(dòng)量通過(guò)推管給出，推管將超半球過(guò)球心水平面處球面上一點(diǎn)的非圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成水平直線移動(dòng)，推管移動(dòng)的速度與操縱桿搖動(dòng)的速度成正比，由推管的移動(dòng)去驅(qū)動(dòng)其它的物體，當(dāng)操縱桿回零時(shí)推管受彈簧作用也同步回零。
由于采用了上述方案，能夠迅速地設(shè)定平面上任何方位的微動(dòng)量，微動(dòng)量的大小能夠任意設(shè)定而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)理。[1]細(xì)胞微小操作技術(shù)(日)，株式會(huì)社成茂科學(xué)器械研究所，p9。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)性縱向剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本實(shí)用新型平面微動(dòng)操縱結(jié)構(gòu)縱向剖面結(jié)構(gòu)圖。
在附
圖1中，操縱桿1與定位球2相連結(jié)，球體3與定位球2的內(nèi)孔動(dòng)連接，球軸4與球體3和平面導(dǎo)軌滑塊5相連結(jié)，當(dāng)搖動(dòng)操縱桿角度為θ時(shí)，由于定位球2與球體3的球心之間有一距離L，球體3沿水平面移動(dòng)帶動(dòng)平面導(dǎo)軌滑塊5移動(dòng)同步推動(dòng)油缸6移動(dòng)一距離D，D＝-L×tgθ。
在附圖2中，基座1與套管2連結(jié)并由螺絲26固定，推管3，缸筒4，壓簧5依次放置在套管2中，推管3與超半球10的外圓面相接觸并且推管3的軸線過(guò)超半球10的球心，超半球10的球面還與滾珠11相接觸，滾珠11受到擋圈12的限制使超半球10座落在其上面并且可以滾動(dòng)和平移，滾珠11和擋圈12放置在孔底部平面13上，球軸14與超半球10的中心孔連接，另一端與操縱桿16的內(nèi)孔17動(dòng)連結(jié)，操縱桿16的內(nèi)孔端與半球體15連結(jié)，在超半球10的環(huán)形凹槽18內(nèi)放置了頂球壓簧19，頂球壓簧19與半球體15相接觸，使半球體15的球面與定位螺母套20的斜端面接觸，定位螺母套20與基座1的豎直孔27螺紋連結(jié)，轉(zhuǎn)動(dòng)定位螺母套20能改變超半球10與半球15之間的球心距離，當(dāng)在由操縱桿16的軸線和套管2的軸線所構(gòu)成的平面內(nèi)搖動(dòng)操縱桿16時(shí)，超半球10均以半球15的球心為圓心轉(zhuǎn)動(dòng)，受頂球壓簧19的推力作用在超半球10以半球15的球心為圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)超半球10的球心還有沿水平向平移，推動(dòng)推管3逆球心移動(dòng)，當(dāng)操縱桿16恢復(fù)到豎直狀態(tài)時(shí)受壓簧5的作用推管3向球心移動(dòng)。
權(quán)利要求1，一種平面微動(dòng)操縱結(jié)構(gòu)在已有的基座上設(shè)置一個(gè)具有平底的豎直孔，孔口豎直向上，在基座的中部設(shè)置二個(gè)水平圓孔，二個(gè)水平圓孔的軸線相互垂直且與豎直圓孔的軸線垂直；在水平圓孔內(nèi)設(shè)置推管，推管一段伸出基座，推管的另一端伸出豎直孔的徑向面，設(shè)置一個(gè)定位螺母套與豎直孔以螺紋連接，定位螺母套的位于豎直孔內(nèi)一端帶有向軸線傾斜的斜端面，定位螺母套的斜端面與一個(gè)定向半球體的球面接觸；定向半球體與穿過(guò)定位螺母套的操縱桿，操縱桿與定向半球體共軸且連結(jié)直至定向半球的底，其特征是在與定向半球連結(jié)的操縱桿的一端的孔內(nèi)動(dòng)連接一根球軸，球軸伸出孔的一端與超半球的底面內(nèi)的光孔連結(jié)，連結(jié)后球軸與超半球共軸，在超半球的底上的光孔底平面的環(huán)形凹槽中放置一頂球壓簧，頂球壓簧一端與環(huán)形凹槽的底接觸另一端與定向半球的底接觸；超半球的球面與滾珠相接觸，滾珠與豎直孔的平底相接觸，滾珠與擋圈相接觸；擋圈與豎直孔的平底相接觸；推管與復(fù)位壓簧接觸，復(fù)位壓簧與水平圓孔邊緣接觸。
2，根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面微動(dòng)操縱結(jié)構(gòu)，其特征是超半球的直徑大于定向半球的直徑。
3，根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面微動(dòng)操縱結(jié)構(gòu)，其特征是光孔與超半球共軸，光孔的直徑大于定向半球底面的直徑小于超半球底的直徑并與球軸共軸；光孔底平面到球面的垂直距離小于超半球的半徑。
4，根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面微動(dòng)操縱結(jié)構(gòu)，其特征是環(huán)形凹槽與超半球共軸，環(huán)形凹槽的外徑小于定向半球底面的直徑，環(huán)形凹槽的內(nèi)徑大于球軸的直徑。
5，根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面微動(dòng)操縱結(jié)構(gòu)，其特征是滾珠位于擋圈上設(shè)置了三等分半圓缺口內(nèi)。
專利摘要一種平面微動(dòng)操縱結(jié)構(gòu),在已有的基座上的豎直圓孔,設(shè)置了一操縱桿,操縱桿與定向半球體連結(jié),定向半球與與一個(gè)超半球連結(jié),超半球的過(guò)球心水平面處的球面與二支互相垂直的水平推管緊密接觸,搖動(dòng)操縱桿時(shí)超半球過(guò)球心水平面處球面上一點(diǎn)做非圓周運(yùn)動(dòng)除了轉(zhuǎn)動(dòng)外還在水平面方向產(chǎn)生微量移動(dòng),推管將超半球過(guò)球心水平面處球面上一點(diǎn)的非圓周運(yùn)動(dòng)由推管輸出水平直線移動(dòng)量,實(shí)現(xiàn)在平快速微距移動(dòng)。
文檔編號(hào)G02B21/24GK2442288SQ0022149
公開(kāi)日2001年8月8日 申請(qǐng)日期2000年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月22日
發(fā)明者陳 峰 申請(qǐng)人:陳 峰