專利名稱：拼接光柵的高精密位姿調整裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光柵組高精密位姿調整裝置。
背景技術：
大口徑衍射光柵在許多技術領域中都發(fā)揮著重要作用，例如光譜天文望遠鏡系統(tǒng)、慣性約束聚變系統(tǒng)、同步輻射系統(tǒng)等領域。目前，直接制造大口徑高質量的多層介質膜光柵在技術和經濟上都是不切合實際的，因此采用若干小光柵拼接成一個大口徑的光柵組成為實現大口徑高質量衍射光柵制造的重要手段。一般來說，完成拼接后的光柵組需要搭建光柵壓縮器。壓縮器內的光柵組需要調整其相對位置實現壓縮脈沖。光柵位置和姿態(tài)調整裝置是實現多級大面積光柵拼接裝置相互位置關系精確調整的一種關鍵設備。目前，為了適應光柵調整任務的多自由度、結構復雜和高定位精度等要求，光柵調整機構必須是高精度機構，這種機構應該具有結構緊湊、剛度大、低摩擦、穩(wěn)定性好的特點。高精度光柵姿態(tài)調整技術是涉及精密機械設計、超精密制造工藝、計算機控制技術等多學科的復雜技術，是國防和民用領域中十分重要的關鍵技術，而目前國內外關于大口徑光柵高精度光柵姿態(tài)調整裝置方面的研究還比較少?？刹榈亩嘧杂啥妊b置多采用驅動器并聯(lián)控制方式，這種方式的最大缺點是調整行程及轉動角度范圍上受到一定的限制，另外某些自由度之間存在一定的耦合情況，影響調整精度，所以無法實現多自由度精密調整。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為了解決現有的高精度光柵姿態(tài)調整裝置無法實現多自由度光柵精密調整的問題，進而提供一種拼接光柵的高精密位姿調整裝置。本發(fā)明解決上述問題所采用的技術方案是本發(fā)明的拼接光柵的高精密位姿調整裝置由俯仰調整單元、偏擺調整單元、面內調整單元、直線調整單元和調整基座組成；俯仰調整單元由俯仰調整板、俯仰調整右側護板、俯仰調整左側護板、俯仰調整導軌總成、俯仰調整微驅動器和俯仰調整連接件組成，俯仰調整導軌總成由一段俯仰調整左圓弧形導軌、 一段俯仰調整右圓弧形導軌、一對俯仰調整左導軌滑塊和一對俯仰調整右導軌滑塊組成；所述偏擺調整單元由偏擺調整框架、偏擺調整微驅動器、偏擺調整支柱、后側偏擺調整導軌總成和前側偏擺調整導軌總成組成，后側偏擺調整導軌總成由一段后側偏擺圓弧形導軌和一對后側偏擺導軌滑塊組成，所述前側偏擺調整導軌總成由兩段前側偏擺圓弧形導軌及兩對前側偏擺導軌滑塊組成；所述面內調整單元由面內調整框架、面內調整微驅動器、面內調整前側護板、面內調整后側護板、面內微驅動器連接件和面內調整導軌總成組成，面內調整導軌總成由一段面內調整后側圓弧形導軌、一段面內調整前側圓弧形導軌、一對面內調整前側導軌滑塊和一對面內調整后側導軌滑塊組成；所述直線調整單元由直線調整框架、直線調整微驅動器和直線調整導軌總成組成，所述直線調整導軌總成由一段左直線導軌、一對左直線導軌滑塊、一段右直線導軌和一對右直線導軌滑塊組成；俯仰調整板、偏擺調整框架、面內調整框架、直線調整框架和調整基座由上至下依次設置，俯仰調整左側護板與俯仰調整板下端面的左端固接，俯仰調整右側護板與俯仰調整板下端面的右端固接；偏擺調整框架的左側面沿其寬度方向固定有一段俯仰調整左圓弧形導軌，該段俯仰調整左圓弧形導軌上套裝有一對與其滑動連接的俯仰調整左導軌滑塊， 該對俯仰調整左導軌滑塊與俯仰調整左側護板固接；偏擺調整框架的右側面沿其寬度方向固定有一段俯仰調整右圓弧形導軌，該段俯仰調整右圓弧形導軌上套裝有一對與其滑動連接的俯仰調整右導軌滑塊，該對俯仰調整右導軌滑塊與俯仰調整右側護板固接；俯仰調整微驅動器與俯仰調整右側護板固接，俯仰調整微驅動器通過俯仰調整連接件與偏擺調整框架的右側面固接；偏擺調整微驅動器固定于偏擺調整框架上的后端 ，偏擺調整微驅動器固接于偏擺調整支柱上，偏擺調整支柱固定在面內調整框架上的后端，前側偏擺調整導軌總成和后側偏擺調整導軌總成由前至后設置在面內調整框架的上端面上，兩段前側偏擺圓弧形導軌相對于面內調整框架長度方向的中心線對稱并固定在面內調整框架上的左端和右端，兩段前側偏擺圓弧形導軌位于同一圓周上，兩段前側偏擺圓弧形導軌均與面內調整框架的上端面固接，每段前側偏擺圓弧形導軌上套裝有一對與該段前側偏擺圓弧形導軌滑動連接的前側偏擺導軌滑塊；后側偏擺圓弧形導軌設置在兩段前側偏擺圓弧形導軌的后部，后側偏擺圓弧形導軌與面內調整框架的上端面固接，后側偏擺圓弧形導軌上套裝有一對與該后側偏擺圓弧形導軌滑動連接的后側偏擺導軌滑塊；兩對前側偏擺導軌滑塊和一對后側偏擺導軌滑塊均與偏擺調整框架的下端面固接；面內調整前側護板與面內調整框架下端面的前端固接，面內調整后側護板與面內調整框架下端面的后端固接，一段面內調整前側圓弧形導軌和一段面內調整后側圓弧形導軌前后相對設置，且該段面內調整前側圓弧形導軌固定在直線調整框架的前側面上，該段面內調整后側圓弧形導軌固定在直線調整框架的后側面上，該段面內調整前側圓弧形導軌上套裝有一對與其滑動連接的面內調整前側導軌滑塊，該段面內調整后側圓弧形導軌上套裝有一對與其滑動連接的面內調整后側導軌滑塊，該對面內調整前側導軌滑塊與面內調整前側護板固接，該對面內調整后側導軌滑塊與面內調整后側護板固接；面內調整微驅動器與面內調整后側護板固接，面內調整微驅動器通過面內微驅動器連接件固接于直線調整框架的后側；直線調整微驅動器的前部與直線調整框架的下端面固接，直線調整微驅動器的后部固定在調整基座的上端面上，一段左直線導軌和一段右直線導軌均沿調整基座的寬度方向設置，該段左直線導軌與調整基座上端面的左端固接，該段右直線導軌與調整基座上端面的右端固接，該段左直線導軌上套裝有一對與其滑動連接的左直線導軌滑塊，該段右直線導軌上套裝有一對與其滑動連接的右直線導軌滑塊，一對左直線導軌滑塊和一對右直線導軌滑塊均與直線調整框架的下端面固接。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明采用四層結構實現光柵整體的調整，解決了各個自由度之間的運動耦合問題。同時，本發(fā)明可以實現各個運動自由度較大調整的范圍。具有結構緊湊、調整方便、操作靈活、耦合度小、調整精度高、穩(wěn)定性強等優(yōu)點，可以實現拼接后光柵組的整體在空間四個自由度(X、X、乏)方向上的高精度位姿調整。


圖1是本發(fā)明的整體結構的主視方向的正等軸測圖；圖2是本發(fā)明的整體結構的后視方向的正等軸測圖；圖3是俯仰調整單元的俯仰調整左圓弧形導軌和俯仰調整右圓弧形導軌布局示意圖；圖4是偏擺調整單元的前側偏擺圓弧導軌和后側偏擺圓弧導軌布局示意圖；圖5是面內調整單元的面內調整后側圓弧導軌和面內調整前側圓弧導軌布局示意圖；圖6是直線調整單元的左直線導軌和右直線導軌布局示意圖；圖7是俯仰調整微驅動器的主視圖；圖8是圖7的俯視圖；圖9是偏擺調整微驅動器的主視圖；圖10是圖9的俯視圖；圖11是面內調整微驅動器的主視圖；圖12是圖11的俯視圖；圖13是直線調整微驅動器主視圖；圖14是圖13的俯視圖。注圖1中坐標Y指向是指由本發(fā)明裝置的左端指向右端的方向；坐標X的指向 是指由本發(fā)明裝置的后端指向前端的方向；坐標Z的指向是指由本發(fā)明裝置的下端指向上端的方向。
具體實施例方式具體實施方式
一結合圖1 圖6說明本實施方式，本實施方式所述高精密位姿調整裝置由俯仰調整單元、偏擺調整單元、面內調整單元、直線調整單元和調整基座13組成； 俯仰調整單元由俯仰調整板1、俯仰調整右側護板6、俯仰調整左側護板11、俯仰調整導軌總成7、俯仰調整微驅動器5和俯仰調整連接件4組成，俯仰調整導軌總成7由一段俯仰調整左圓弧形導軌21、一段俯仰調整右圓弧形導軌21、一對俯仰調整左導軌滑塊20和一對俯仰調整右導軌滑塊23組成；所述偏擺調整單元由偏擺調整框架8、偏擺調整微驅動器2、偏擺調整支柱3、后側偏擺調整導軌總成16和前側偏擺調整導軌總成10組成，后側偏擺調整導軌總成16由一段后側偏擺圓弧形導軌61和一對后側偏擺導軌滑塊62組成，所述前側偏擺調整導軌總成10 由兩段前側偏擺圓弧形導軌63及兩對前側偏擺導軌滑塊64組成；所述面內調整單元由面內調整框架19、面內調整微驅動器15、面內調整前側護板 9、面內調整后側護板17、面內微驅動器連接件14和面內調整導軌總成組成，面內調整導軌總成由一段面內調整后側圓弧形導軌26、一段面內調整前側圓弧形導軌28、一對面內調整前側導軌滑塊27和一對面內調整后側導軌滑塊29組成；所述直線調整單元由直線調整框架12、直線調整微驅動器30和直線調整導軌總成18組成，所述直線調整導軌總成18由一段左直線導軌65、一對左直線導軌滑塊66、一段右直線導軌67和一對右直線導軌滑塊68組成；俯仰調整板1 (用于連接光柵拼接裝置，亦可用于單塊大面積光柵的姿態(tài)調整，并且兩者采用通用機械方式的進行連接)、偏擺調整框架8、面內調整框架19、直線調整框架 12和調整基座13由上至下依次設置，俯仰調整左側護板11與俯仰調整板1下端面的左端固接，俯仰調整右側護板6與俯仰調整板1下端面的右端固接；偏擺調整框架8的左側面沿其寬度方向固定有一段俯仰調整左圓弧形導軌21，該段俯仰調整左圓弧形導軌21上套裝有一對與其滑動連接的俯仰調整左導軌滑塊20，該對俯仰調整左導軌滑塊20與俯仰調整左側護板11固接；偏擺調整框架8的右側面沿其寬度方向固定有一段俯仰調整右圓弧形導軌22，該段俯仰調整右圓弧形導軌22上套裝有一對與其滑動連接的俯仰調整右導軌滑塊 23，該對俯仰調整右導軌滑塊23與俯仰調整右側護板6固接；俯仰調整微驅動器5與俯仰調整右側護板6固接，俯仰調整微驅動器5通過俯仰調整連接件4與偏擺調整框架8的右側面固接； 偏擺調整微驅動器2固定于偏擺調整框架8上的后端，偏擺調整微驅動器2固接于偏擺調整支柱3上，偏擺調整支柱3固定在面內調整框架19上的后端，前側偏擺調整導軌總成10和后側偏擺調整導軌總成16由前至后設置在面內調整框架19的上端面上，兩段前側偏擺圓弧形導軌63相對于面內調整框架19長度方向的中心線對稱并固定在面內調整框架19上的左端和右端，兩段前側偏擺圓弧形導軌63位于同一圓周上，兩段前側偏擺圓弧形導軌63均與面內調整框架19的上端面固接，每段前側偏擺圓弧形導軌63上套裝有一對與該段前側偏擺圓弧形導軌63滑動連接的前側偏擺導軌滑塊64 ；后側偏擺圓弧形導軌61 設置在兩段前側偏擺圓弧形導軌63的后部，后側偏擺圓弧形導軌61與面內調整框架19的上端面固接，后側偏擺圓弧形導軌61上套裝有一對與該后側偏擺圓弧形導軌61滑動連接的后側偏擺導軌滑塊62 ；兩對前側偏擺導軌滑塊64和一對后側偏擺導軌滑塊62均與偏擺調整框架8的下端面固接；面內調整前側護板9與面內調整框架19下端面的前端固接，面內調整后側護板 17與面內調整框架19下端面的后端固接，一段面內調整前側圓弧形導軌28和一段面內調整后側圓弧形導軌26前后相對設置，且該段面內調整前側圓弧形導軌28固定在直線調整框架12的前側面上，該段面內調整后側圓弧形導軌26固定在直線調整框架12的后側面上，該段面內調整前側圓弧形導軌28上套裝有一對與其滑動連接的面內調整前側導軌滑塊27，該段面內調整后側圓弧形導軌26上套裝有一對與其滑動連接的面內調整后側導軌滑塊29，該對面內調整前側導軌滑塊27與面內調整前側護板9固接，該對面內調整后側導軌滑塊29與面內調整后側護板17固接；面內調整微驅動器15與面內調整后側護板17固接，面內調整微驅動器15通過面內微驅動器連接件14固接于直線調整框架12的后側；直線調整微驅動器30的前部與直線調整框架12的下端面固接，直線調整微驅動器30的后部固定在調整基座13的上端面上，一段左直線導軌65和一段右直線導軌67均沿調整基座13 的寬度方向設置，該段左直線導軌65與調整基座13上端面的左端固接，該段右直線導軌67 與調整基座13上端面的右端固接，該段左直線導軌65上套裝有一對與其滑動連接的左直線導軌滑塊66，該段右直線導軌67上套裝有一對與其滑動連接的右直線導軌滑塊68，一對左直線導軌滑塊66和一對右直線導軌滑塊68均與直線調整框架12的下端面固接。本實施方式的俯仰調整單元、偏擺調整單元、面內調整單元、直線調整單元和調整基座13由上自下依次連接組成空間四自由度調整裝置。本實施方式的俯仰調整單元由俯仰調整微驅動器5驅動，帶動俯仰調整左側護板 11和與俯仰調整右側護板6固接的俯仰調整右導軌滑塊23在俯仰調整右圓弧形導軌22上滑動，并通過俯仰調整右側護板6帶動俯仰調整板1實現f方向的光柵獨立調整。俯仰調整左側護板11和與其固接的俯仰調整左導軌滑塊20由俯仰調整板1帶動在俯仰調整左圓弧形導軌21上滑動，起到輔助支撐俯仰調整板1運動的作用。本實施方式的偏擺調整單元由偏擺調整微驅動器2驅動，由于偏擺調整支柱3固定在面內調整框架19上，受其反作用力作用，偏擺調整微驅動器2帶動偏擺調整框架8及與其固接的兩對前側偏擺導軌滑塊64在兩段前側偏擺圓弧形導軌63上滑動、一對后側偏擺導軌滑塊62在一段后側偏擺圓弧形導軌61上滑動，實現乏方向上的光柵獨立調整。 本實施方式的面內調整單元由面內調整微驅動器15驅動，帶動面內調整后側護板17和與其固接的面內調整后側導軌滑塊29在面內調整后側圓弧形導軌26上滑動，同時帶動面內調整前側護板9和與其固接的面內調整前側導軌滑塊27在面內調整前側圓弧形導軌28上滑動，從而實現面內調整框架19在X方向上的運動，進而實現光柵X獨立調整。本實施方式的直線調整單元由直線調整微驅動器30驅動，帶動直線調整框架12 及與直線調整框架12固接的一對左直線導軌滑塊66和一對右直線導軌滑塊68在一段左直線導軌65和一段右直線導軌67上滑動，實現χ方向的光柵獨立調整，調整基座13固定于地基上，調整基座13用于支撐以上四個調整單元。
具體實施方式
二 結合圖1、圖2、圖7和圖8說明，本實施方式的俯仰調整微驅動器5由俯仰步進電機33、俯仰電機座34、俯仰電機聯(lián)軸器35、俯仰軸承座36、俯仰滾珠絲杠 37、俯仰絲杠螺母38、俯仰基準平面托板39、俯仰微驅動器導軌滑塊49、俯仰微驅動器直線導軌52、俯仰調整鎖緊墊板50、俯仰調整鎖緊板48、俯仰立柱平面板40、俯仰鋼球41、俯仰彈簧47、俯仰鋼球座42、俯仰鋼球托板46、俯仰推板43、俯仰調整連接彎板44、俯仰微驅動器基座51、四個俯仰第一掛簧螺釘45和四個俯仰第二掛簧螺釘69組成；俯仰步進電機33的輸出端通過俯仰電機聯(lián)軸器35與俯仰滾珠絲杠37的一端傳動連接，俯仰滾珠絲杠37通過俯仰軸承座36支撐，俯仰滾珠絲杠37通過俯仰絲杠螺母38 與俯仰基準平面托板39的一端連接，俯仰步進電機33與俯仰軸承座36均固裝在俯仰電機座34上，俯仰基準平面托板39和俯仰微驅動器導軌滑塊49均與俯仰調整鎖緊板48固接， 俯仰微驅動器直線導軌52沿俯仰滾珠絲杠37的軸向固定在俯仰微驅動器基座51的上端面上，俯仰調整鎖緊板48安裝在俯仰調整鎖定墊板50上，俯仰調整鎖緊墊板50與俯仰電機座34均固裝在俯仰微驅動器基座51上，俯仰基準平面托板39的另一端與俯仰立柱平面板40的一側面固接，俯仰立柱平面板40的上端面和下端面各分別固定有兩個俯仰第一掛簧螺釘45，俯仰鋼球座42設有內臺肩孔，俯仰鋼球座42的內臺肩孔的一端通過俯仰鋼球托板46的一側面封堵，俯仰鋼球41裝在俯仰鋼球座42的內臺肩孔內，俯仰鋼球41露出俯仰鋼球座42外的球面與俯仰立柱平面板40的另一側面接觸，俯仰推板43的一側面與俯仰鋼球托板46的另一側面固接，俯仰推板43的另一側面與俯仰調整連接彎板44的一端固接， 俯仰推板43的上端面和下端面各分別固定有兩個俯仰第二掛簧螺釘69，每個俯仰第一掛簧螺釘45與相對應的俯仰第二掛簧螺釘69通過一個俯仰彈簧47連接，俯仰調整連接彎板 44通過俯仰調整連接件4與偏擺調整框架8的右側固接。如此設置，由俯仰步進電機33通過俯仰電機聯(lián)軸器35帶動俯仰滾珠絲杠37轉動，并通過俯仰絲杠螺母38帶動俯仰基準平面托板39移動，從而實現俯仰調整鎖緊板48及與其固接的俯仰微驅動器導軌滑塊49沿著俯仰微驅動器直線導軌52進行移動，并通過俯仰立柱平面板40依次推動俯仰鋼球41、俯仰鋼球座42、俯仰鋼球托板46、俯仰推板43以及俯仰連接彎板44進行往復移動調整。調整中可始終保證俯仰鋼球41露出俯仰鋼球座42外的球面與俯仰立柱平面板40實現球面接觸，進而可實現俯仰調整連接彎板44及其被驅動零件沿各自導軌方向進行圓弧方向調整， 從而完成了直線運動向曲線運動的轉換。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三結合圖1、圖2、圖9和圖10說明，本實施方式的偏擺調整微驅動器2由偏擺步進電機70、偏擺電機座71、偏擺電機聯(lián)軸器72、偏擺軸承座73、偏擺滾珠絲杠74、偏擺絲杠螺母75、偏擺基準平面托板76、偏擺微驅動器導軌滑塊77、偏擺微驅動器直線導軌78、偏擺調整鎖緊墊板79、偏擺調整鎖緊板80、偏擺立柱平面板81、偏擺鋼球82、偏擺彈簧83、偏擺鋼球座84、偏擺鋼球托板85、偏擺推板86、偏擺調整連接彎板87、偏擺微驅動器基座88、四個偏擺第一掛簧螺釘89和四個偏擺第二掛簧螺釘90組成；偏擺步進電機70的輸出端通過偏擺電機聯(lián)軸器72與偏擺滾珠絲杠74的一端傳動連接，偏擺滾珠絲杠74通過偏擺軸承座73支撐，偏擺滾珠絲杠74通過偏擺絲杠螺母75 與偏擺基準平面托板76的一端連接，偏擺步進電機70與偏擺軸承座73均固裝在偏擺電機座71上，偏擺基準平面托板76和偏擺微驅動器導軌滑塊77均與偏擺調整鎖緊板80固接， 偏擺微驅動器直線導軌78沿偏擺滾珠絲杠74的軸向固定在偏擺微驅動器基座88的上端面上，偏擺調整鎖緊板80安裝在偏擺調整鎖定墊板79上，偏擺調整鎖緊墊板79與偏擺電機座71均固裝在偏擺微驅動器基座88上，偏擺基準平面托板76的另一端與偏擺立柱平面板81的一側面固接，偏擺立柱平面板81的上端面和下端面各分別固定有兩個偏擺第一掛簧螺釘89，偏擺鋼球座84設有內臺肩孔，偏擺鋼球座84的內臺肩孔的一端通過偏擺鋼球托板85的一側面封堵，偏擺鋼球82裝在偏擺鋼球座84的內臺肩孔內，偏擺鋼球82露出偏擺鋼球座84外的球面與偏擺立柱平面板81的另一側面接觸，偏擺推板86的一側面與偏擺鋼球托板85的另一側面固接，偏擺推板86的另一側面與偏擺調整連接彎板87的一端固接， 偏擺推板86的上端面和下端面各分別固定有兩個偏擺第二掛簧螺釘90，每個偏擺第一掛簧螺釘89與相對應的偏擺第二掛簧螺釘90通過一個偏擺彈簧83連接，偏擺調整連接彎板 87與偏擺調整支柱3固接。如此設置，由偏擺步進電機70通過偏擺電機聯(lián)軸器72帶動偏擺滾珠絲杠74轉動，并通過偏擺絲杠螺母75帶動偏擺基準平面托板76移動，從而可以實現偏擺調整鎖緊板80及與其固接的偏擺微驅動器導軌滑塊77沿著偏擺微驅動器直線導軌 78進行移動，并通過偏擺立柱平面板81依次推動偏擺鋼球82、偏擺鋼球座84、偏擺鋼球托板85、偏擺推板86以及偏擺調整連接彎板87進行往復移動調整。調整中可始終保證偏擺鋼球82露出偏擺鋼球座84外的球面與偏擺立柱平面板81實現球面接觸，進而可實現偏擺調整連接彎板87及其被驅動零件沿各自導軌方向進行圓弧方向調整，從而完成了直線運動向曲線運動的轉換。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四結合圖1、圖2、圖11和圖12說明，本實施方式的面內調整微驅動器15由面內步進電機91、面內電機座92、面內電機聯(lián)軸器93、面內軸承座94、面內滾珠絲杠95、面內絲杠螺母96、面內基準平面托板97、面內微驅動器導軌滑塊98、面內微驅動器直線導軌99)、面內調整鎖緊墊板100、面內調整鎖緊板101、面內立柱平面板102、面內鋼球 103、面內彈簧104、面內鋼球座105、面內鋼球托板106、面內推板107、面內調整連接彎板 108、面內微驅動器基座109、四個面內第一掛簧螺釘100和四個面內第二掛簧螺釘111組成；面內步進電機91的輸出端通過面內電機聯(lián)軸器93與面內滾珠絲杠95的一端傳動連接，面內滾珠絲杠95通過面內軸承座94支撐，面內滾珠絲杠95通過面內絲杠螺母96 與面內基準平面托板97的一端連接，面內步進電機91與面內軸承座94均固裝在面內電機座92上，面內基準平面托板97和面內微驅動器導軌滑塊98均與面內調整鎖緊板101固接，面內微驅動器直線導軌99沿面內滾珠絲杠95的軸向固定在面內微驅動器基座109的上端面上，面內調整鎖緊板101安裝在面內調整鎖定墊板100上，面內調整鎖緊墊板100與面內電機座92均固裝在面內微驅動器基座109上，面內基準平面托板97的另一端與面內立柱平面板102的一側面固接，面內立柱平面板102的上端面和下端面各分別固定有兩個面內第一掛簧螺釘110，面內鋼球座105設有內臺肩孔，面內鋼球座105的內臺肩孔的一端通過面內鋼球托板106的一側面封堵，面內鋼球103裝在面內鋼球座105的內臺肩孔內，面內鋼球103露出面內鋼球座105外的球面與面內立柱平面板102的另一側面接觸，面內推板107的一側面與面內鋼球托板106的另一側面固接，面內推板107的另一側面與面內調整連接彎板108的一端固接，面內推板107的上端面和下端面各分別固定有兩個面內第二掛簧螺釘111，每個面內第一掛簧螺釘110與相對應的面內第二掛簧螺釘111通過一個面內彈簧104連接，面內調整連接彎板108與面內調整支柱3固接。如此設置，由面內步進電機 91 通過面內電機聯(lián)軸器93帶動面內滾珠絲杠95轉動，并通過面內絲杠螺母96帶動面內基準平面托板97移動，從而可以實現面內調整鎖緊板101及與其固接的面內微驅動器導軌滑塊98沿著面內微驅動器直線導軌99進行移動，并通過面內立柱平面板102依次推動面內鋼球103、面內鋼球座105、面內鋼球托板106、面內推板107以及面內調整連接彎板108進行往復移動調整。調整中可始終保證面內鋼球103露出面內鋼球座105外的球面與面內立柱平面板102實現球面接觸，進而可實現面內調整連接彎板108及其被驅動零件沿各自導軌方向進行圓弧方向調整，從而完成了直線運動向曲線運動的轉換。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
二中的俯仰調整鎖緊板48的具體結構具體實施方式
三中的偏擺調整鎖緊板80的具體結構以及具體實施方式
方式四中的面內調整鎖緊板101的具體結構均與專利公開號CN 101221273A、申請日2008年01月30日、名稱為“并聯(lián)式宏微驅動的高精度大口徑光柵拼接裝置”的相同。
具體實施方式
五結合圖1、圖2、圖6、圖13和圖14說明，本實施方式的直線調整微驅動器30由直線調整步進電機112、直線調整電機座53、直線調整電機聯(lián)軸器54、直線調整軸承座55、直線調整基座56、直線調整絲杠座57、直線調整絲杠螺母59、直線調整滾珠絲杠60組成；直線調整步進電機112的輸出端通過直線調整電機聯(lián)軸器54與直線調整滾珠絲杠60的一端傳動連接，直線調整滾珠絲杠60通過直線調整軸承座55支撐，直線調整步進電機112和直線調整軸承座55均與直線調整電機座53固接，直線調整電機座53固裝在直線調整基座56上，直線調整絲杠螺母59與直線調整滾珠絲杠60螺紋連接，直線調整絲杠座57的一端與直線調整絲杠螺母59固接，直線調整絲杠座57的另一端通過面內微驅動器連接件14固接于直線調整框架12的后側面上。如此設置，由直線調整步進電機112通過直線調整電機聯(lián)軸器54帶動直線調整滾珠絲杠60轉動，并通過直線調整絲杠螺母59帶動直線調整絲杠座57移動，從而實現直線調整框架12的移動，驅動光柵的χ運動。其它與具體實施方式
一、二、三或四相同。
權利要求
1. 一種拼接光柵的高精密位姿調整裝置，其特征在于所述高精密位姿調整裝置由俯仰調整單元、偏擺調整單元、面內調整單元、直線調整單元和調整基座(13)組成；俯仰調整單元由俯仰調整板(1)、俯仰調整右側護板(6)、俯仰調整左側護板(11)、俯仰調整導軌總成(7)、俯仰調整微驅動器(5)和俯仰調整連接件(4)組成，俯仰調整導軌總成(7)由一段俯仰調整左圓弧形導軌(21)、一段俯仰調整右圓弧形導軌(21)、一對俯仰調整左導軌滑塊(20)和一對俯仰調整右導軌滑塊(23)組成；所述偏擺調整單元由偏擺調整框架(8)、偏擺調整微驅動器(2)、偏擺調整支柱(3)、 后側偏擺調整導軌總成(16)和前側偏擺調整導軌總成(10)組成，后側偏擺調整導軌總成 (16)由一段后側偏擺圓弧形導軌(61)和一對后側偏擺導軌滑塊(62)組成，所述前側偏擺調整導軌總成(10)由兩段前側偏擺圓弧形導軌(63)及兩對前側偏擺導軌滑塊(64)組成； 所述面內調整單元由面內調整框架(19)、面內調整微驅動器(15)、面內調整前側護板 (9)、面內調整后側護板(17)、面內微驅動器連接件(14)和面內調整導軌總成組成，面內調整導軌總成由一段面內調整后側圓弧形導軌(26)、一段面內調整前側圓弧形導軌(28)、一對面內調整前側導軌滑塊(27)和一對面內調整后側導軌滑塊(29)組成；所述直線調整單元由直線調整框架(12)、直線調整微驅動器(30)和直線調整導軌總成(18)組成，所述直線調整導軌總成(18)由一段左直線導軌(65)、一對左直線導軌滑塊 (66)、一段右直線導軌(67)和一對右直線導軌滑塊(68)組成；俯仰調整板(1)、偏擺調整框架(8)、面內調整框架(19)、直線調整框架(12)和調整基座(13)由上至下依次設置，俯仰調整左側護板(11)與俯仰調整板(1)下端面的左端固接， 俯仰調整右側護板(6)與俯仰調整板(1)下端面的右端固接；偏擺調整框架(8)的左側面沿其寬度方向固定有一段俯仰調整左圓弧形導軌(21)，該段俯仰調整左圓弧形導軌(21) 上套裝有一對與其滑動連接的俯仰調整左導軌滑塊(20)，該對俯仰調整左導軌滑塊(20) 與俯仰調整左側護板(11)固接；偏擺調整框架(8)的右側面沿其寬度方向固定有一段俯仰調整右圓弧形導軌(22)，該段俯仰調整右圓弧形導軌(22)上套裝有一對與其滑動連接的俯仰調整右導軌滑塊(23)，該對俯仰調整右導軌滑塊(23)與俯仰調整右側護板(6)固接； 俯仰調整微驅動器(5)與俯仰調整右側護板(6)固接，俯仰調整微驅動器(5)通過俯仰調整連接件(4)與偏擺調整框架(8)的右側面固接；偏擺調整微驅動器(2)固定于偏擺調整框架(8)上的后端，偏擺調整微驅動器(2)固接于偏擺調整支柱(3)上，偏擺調整支柱(3)固定在面內調整框架(19)上的后端，前側偏擺調整導軌總成(10)和后側偏擺調整導軌總成(16)由前至后設置在面內調整框架(19) 的上端面上，兩段前側偏擺圓弧形導軌(63)相對于面內調整框架(19)長度方向的中心線對稱并固定在面內調整框架(19)上的左端和右端，兩段前側偏擺圓弧形導軌(63)位于同一圓周上，兩段前側偏擺圓弧形導軌(63)均與面內調整框架(19)的上端面固接，每段前側偏擺圓弧形導軌(63)上套裝有一對與該段前側偏擺圓弧形導軌(63)滑動連接的前側偏擺導軌滑塊(64)；后側偏擺圓弧形導軌(61)設置在兩段前側偏擺圓弧形導軌(63)的后部， 后側偏擺圓弧形導軌(61)與面內調整框架(19)的上端面固接，后側偏擺圓弧形導軌(61) 上套裝有一對與該后側偏擺圓弧形導軌(61)滑動連接的后側偏擺導軌滑塊(62)；兩對前側偏擺導軌滑塊(64)和一對后側偏擺導軌滑塊(62)均與偏擺調整框架(8)的下端面固接；面內調整前側護板(9)與面內調整框架(19)下端面的前端固接，面內調整后側護板 (17)與面內調整框架(19)下端面的后端固接，一段面內調整前側圓弧形導軌(28)和一段面內調整后側圓弧形導軌(26)前后相對設置，且該段面內調整前側圓弧形導軌(28)固定在直線調整框架(12)的前側面上，該段面內調整后側圓弧形導軌(26)固定在直線調整框架(12)的后側面上，該段面內調整前側圓弧形導軌(28)上套裝有一對與其滑動連接的面內調整前側導軌滑塊(27)，該段面內調整后側圓弧形導軌(26)上套裝有一對與其滑動連接的面內調整后側導軌滑塊(29)，該對面內調整前側導軌滑塊(27)與面內調整前側護板 (9)固接，該對面內調整后側導軌滑塊(29)與面內調整后側護板(17)固接；面內調整微驅動器(15)與面內調整后側護板(17)固接，面內調整微驅動器(15)通過面內微驅動器連接件(14)固接于直線調整框架(12)的后側；直線調整微驅動器(30)的前部與直線調整框架(12)的下端面固接，直線調整微驅動器(30)的后部固定在調整基座(13)的上端面上，一段左直線導軌(65)和一段右直線導軌 (67)均沿調整基座(13)的寬度方向設置，該段左直線導軌(65)與調整基座(13)上端面的左端固接，該段右直線導軌(67)與調整基座(13)上端面的右端固接，該段左直線導軌(65) 上套裝有一對與其滑動連接的左直線導軌滑塊(66)，該段右直線導軌(67)上套裝有一對與其滑動連接的右直線導軌滑塊(68)，一對左直線導軌滑塊(66)和一對右直線導軌滑塊(68)均與直線調整框架(12)的下端面固接。
2.根據權利要求1所述拼接光柵的高精密位姿調整裝置，其特征在于俯仰調整微驅動器(5)由俯仰步進電機(33)、俯仰電機座(34)、俯仰電機聯(lián)軸器(35)、俯仰軸承座(36)、 俯仰滾珠絲杠(37)、俯仰絲杠螺母(38)、俯仰基準平面托板(39)、俯仰微驅動器導軌滑塊(49)、俯仰微驅動器直線導軌(52)、俯仰調整鎖緊墊板(50)、俯仰調整鎖緊板(48)、俯仰立柱平面板(40)、俯仰鋼球(41)、俯仰彈簧(47)、俯仰鋼球座(42)、俯仰鋼球托板(46)、俯仰推板(43)、俯仰調整連接彎板(44)、俯仰微驅動器基座(51)、四個俯仰第一掛簧螺釘(45) 和四個俯仰第二掛簧螺釘(69)組成；俯仰步進電機(33)的輸出端通過俯仰電機聯(lián)軸器(35)與俯仰滾珠絲杠(37)的一端傳動連接，俯仰滾珠絲杠(37)通過俯仰軸承座(36)支撐，俯仰滾珠絲杠(37)通過俯仰絲杠螺母(38)與俯仰基準平面托板(39)的一端連接，俯仰步進電機(33)與俯仰軸承座(36) 均固裝在俯仰電機座(34)上，俯仰基準平面托板(39)和俯仰微驅動器導軌滑塊(49)均與俯仰調整鎖緊板(48)固接，俯仰微驅動器直線導軌(52)沿俯仰滾珠絲杠(37)的軸向固定在俯仰微驅動器基座(51)的上端面上，俯仰調整鎖緊板(48)安裝在俯仰調整鎖定墊板(50)上，俯仰調整鎖緊墊板(50)與俯仰電機座(34)均固裝在俯仰微驅動器基座(51)上， 俯仰基準平面托板(39)的另一端與俯仰立柱平面板(40)的一側面固接，俯仰立柱平面板 (40)的上端面和下端面各分別固定有兩個俯仰第一掛簧螺釘(45)，俯仰鋼球座(42)設有內臺肩孔，俯仰鋼球座(42)的內臺肩孔的一端通過俯仰鋼球托板(46)的一側面封堵，俯仰鋼球(41)裝在俯仰鋼球座(42)的內臺肩孔內，俯仰鋼球(41)露出俯仰鋼球座(42)外的球面與俯仰立柱平面板(40)的另一側面接觸，俯仰推板(43)的一側面與俯仰鋼球托板(46) 的另一側面固接，俯仰推板(43)的另一側面與俯仰調整連接彎板(44)的一端固接，俯仰推板(43)的上端面和下端面各分別固定有兩個俯仰第二掛簧螺釘(69)，每個俯仰第一掛簧螺釘(45)與相對應的俯仰第二掛簧螺釘(69)通過一個俯仰彈簧(47)連接，俯仰調整連接彎板(44)通過俯仰調整連接件(4)與偏擺調整框架(8)的右側固接。
3.根據權利要求1所述拼接光柵的高精密位姿調整裝置，其特征在于偏擺調整微驅動器⑵由偏擺步進電機(70)、偏擺電機座(71)、偏擺電機聯(lián)軸器(72)、偏擺軸承座(73)、 偏擺滾珠絲杠(74)、偏擺絲杠螺母(75)、偏擺基準平面托板(76)、偏擺微驅動器導軌滑塊 (77)、偏擺微驅動器直線導軌(78)、偏擺調整鎖緊墊板(79)、偏擺調整鎖緊板(80)、偏擺立柱平面板(81)、偏擺鋼球(82)、偏擺彈簧(83)、偏擺鋼球座(84)、偏擺鋼球托板(85)、偏擺推板(86)、偏擺調整連 接彎板(87)、偏擺微驅動器基座(88)、四個偏擺第一掛簧螺釘(89) 和四個偏擺第二掛簧螺釘(90)組成；偏擺步進電機(70)的輸出端通過偏擺電機聯(lián)軸器(72)與偏擺滾珠絲杠(74)的一端傳動連接，偏擺滾珠絲杠(74)通過偏擺軸承座(73)支撐，偏擺滾珠絲杠(74)通過偏擺絲杠螺母(75)與偏擺基準平面托板(76)的一端連接，偏擺步進電機(70)與偏擺軸承座(73) 均固裝在偏擺電機座(71)上，偏擺基準平面托板(76)和偏擺微驅動器導軌滑塊(77)均與偏擺調整鎖緊板(80)固接，偏擺微驅動器直線導軌(78)沿偏擺滾珠絲杠(74)的軸向固定在偏擺微驅動器基座(88)的上端面上，偏擺調整鎖緊板(80)安裝在偏擺調整鎖定墊板 (79)上，偏擺調整鎖緊墊板(79)與偏擺電機座(71)均固裝在偏擺微驅動器基座(88)上， 偏擺基準平面托板(76)的另一端與偏擺立柱平面板(81)的一側面固接，偏擺立柱平面板 (81)的上端面和下端面各分別固定有兩個偏擺第一掛簧螺釘(89)，偏擺鋼球座(84)設有內臺肩孔，偏擺鋼球座(84)的內臺肩孔的一端通過偏擺鋼球托板(85)的一側面封堵，偏擺鋼球(82)裝在偏擺鋼球座(84)的內臺肩孔內，偏擺鋼球(82)露出偏擺鋼球座(84)外的球面與偏擺立柱平面板(81)的另一側面接觸，偏擺推板(86)的一側面與偏擺鋼球托板(85) 的另一側面固接，偏擺推板(86)的另一側面與偏擺調整連接彎板(87)的一端固接，偏擺推板(86)的上端面和下端面各分別固定有兩個偏擺第二掛簧螺釘(90)，每個偏擺第一掛簧螺釘(89)與相對應的偏擺第二掛簧螺釘(90)通過一個偏擺彈簧(83)連接，偏擺調整連接彎板(87)與偏擺調整支柱(3)固接。
4.根據權利要求1所述拼接光柵的高精密位姿調整裝置，其特征在于面內調整微驅動器(15)由面內步進電機(91)、面內電機座(92)、面內電機聯(lián)軸器(93)、面內軸承座 (94)、面內滾珠絲杠(95)、面內絲杠螺母(96)、面內基準平面托板(97)、面內微驅動器導軌滑塊(98)、面內微驅動器直線導軌(99)、面內調整鎖緊墊板(100)、面內調整鎖緊板(101)、 面內立柱平面板(102)、面內鋼球(103)、面內彈簧(104)、面內鋼球座(105)、面內鋼球托板 (106)、面內推板(107)、面內調整連接彎板(108)、面內微驅動器基座(109)、四個面內第一掛簧螺釘(100)和四個面內第二掛簧螺釘(111)組成； 面內步進電機(91)的輸出端通過面內電機聯(lián)軸器(93)與面內滾珠絲杠(95)的一端傳動連接，面內滾珠絲杠(95)通過面內軸承座(94)支撐，面內滾珠絲杠(95)通過面內絲杠螺母(96)與面內基準平面托板(97)的一端連接，面內步進電機(91)與面內軸承座(94) 均固裝在面內電機座(92)上，面內基準平面托板(97)和面內微驅動器導軌滑塊(98)均與面內調整鎖緊板(101)固接，面內微驅動器直線導軌(99)沿面內滾珠絲杠(95)的軸向固定在面內微驅動器基座(109)的上端面上，面內調整鎖緊板(101)安裝在面內調整鎖定墊板(100)上，面內調整鎖緊墊板(100)與面內電機座(92)均固裝在面內微驅動器基座 (109)上，面內基準平面托板(97)的另一端與面內立柱平面板(102)的一側面固接，面內立柱平面板(102)的上端面和下端面各分別固定有兩個面內第一掛簧螺釘(110)，面內鋼球座(105)設有內臺肩孔，面內鋼球座(105)的內臺肩孔的一端通過面內鋼球托板(106)的一側面封堵，面內鋼球(103)裝在面內鋼球座(105)的內臺肩孔內，面內鋼球(103)露出面內鋼球座(105)外的球面與面內立柱平面板(102)的另一側面接觸，面內推板(107)的一側面與面內鋼球托板(106)的另一側面固接，面內推板(107)的另一側面與面內調整連接彎板(108)的一端固接，面內推板(107)的上端面和下端面各分別固定有兩個面內第二掛簧螺釘(111)，每個面內第一掛簧螺釘(110)與相對應的面內第二掛簧螺釘(111)通過一個面內彈簧(104)連接，面內調整連接彎板(108)與面內調整支柱(3)固接。
5.根據權利要求1、2、3或4所述拼接光柵的高精密位姿調整裝置，其特征在于直線調整微驅動器(30)由直線調整步進電機(112)、直線調整電機座(53)、直線調整電機聯(lián)軸器(54)、直線調整軸承座(55)、直線調 整基座(56)、直線調整絲杠座(57)、直線調整絲杠螺母(59)和直線調整滾珠絲杠(60)組成；直線調整步進電機(112)的輸出端通過直線調整電機聯(lián)軸器(54)與直線調整滾珠絲杠(60)的一端傳動連接，直線調整滾珠絲杠(60)通過直線調整軸承座(55)支撐，直線調整步進電機(112)和直線調整軸承座(55)均與直線調整電機座(53)固接，直線調整電機座(53)固裝在直線調整基座(56)上，直線調整絲杠螺母(59)與直線調整滾珠絲杠(60)螺紋連接，直線調整絲杠座(57)的一端與直線調整絲杠螺母(59)固接，直線調整絲杠座(57) 的另一端通過面內微驅動器連接件(14)固接于直線調整框架(12)的后側面上。
全文摘要
拼接光柵的高精密位姿調整裝置，它涉及一種光柵組高精密位姿調整裝置。以解決高精度光柵姿態(tài)調整裝置無法實現多自由度光柵精密調整問題。俯仰調整單元由俯仰調整微驅動器驅動，帶動俯仰調整右導軌滑塊在相應的導軌上滑動，實現方向光柵獨立調整；偏擺調整單元由偏擺調整微驅動器驅動，帶動偏擺調整框架及前、后側偏擺導軌滑塊在相應的導軌上滑動，實現方向光柵獨立調整；面內調整單元由面內調整微驅動器驅動，帶動面內調整前、后側導軌滑塊在相應的導軌上滑動，實現光柵獨立調整；直線調整單元由直線調整微驅動器驅動，帶動帶動直線調整框架及左、右直線導軌滑塊在相應的導軌上滑動，實現方向光柵獨立調整。本發(fā)明用于拼接后光柵組高精度位姿調整。
文檔編號G02B7/00GK102156340SQ20111008020
公開日2011年8月17日 申請日期2011年3月31日 優(yōu)先權日2011年3月31日
發(fā)明者盧禮華, 孫雅洲, 梁迎春, 白清順, 邵忠喜, 龍飛 申請人:哈爾濱工業(yè)大學