直驅(qū)式微動(dòng)平臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種直驅(qū)式微動(dòng)平臺(tái)，包括底座及設(shè)于底座上的工作臺(tái)。工作臺(tái)內(nèi)設(shè)有三組直線模組，三組直線模組呈圓周陣列形式固定于底座上，且每?jī)山M直線模組的夾角均為60度。直線模組包括音圈電機(jī)及與音圈電機(jī)連接的移動(dòng)機(jī)構(gòu)，音圈電機(jī)設(shè)于底座上，移動(dòng)機(jī)構(gòu)連接于工作臺(tái)。直線模組的一側(cè)電性連接有光柵尺，另一側(cè)電性連接有光電開關(guān)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，減小了微動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)慣量，消除中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)環(huán)節(jié)的彈性形變及間隙、效率高，精度高，響應(yīng)快。
【專利說(shuō)明】直驅(qū)式微動(dòng)平臺(tái)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及精密測(cè)量及制造【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種直驅(qū)式微動(dòng)平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著精密制造技術(shù)、微電子技術(shù)和數(shù)控技術(shù)等先進(jìn)制造技術(shù)迅速發(fā)展,高速度、高精度的需求日益緊迫，成為當(dāng)前先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)。精密微位移工作臺(tái)的定位精度和行程范圍直接影響到生產(chǎn)加工的精度和加工能力。同時(shí)，精密微位移工作臺(tái)的速度、加速度及啟停過(guò)程的穩(wěn)定時(shí)間影響到制造加工設(shè)備的效率，成為工作臺(tái)的重要指標(biāo)。
[0003]傳統(tǒng)的微位移工作臺(tái)多采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)、絲杠或者齒輪齒條機(jī)構(gòu)等形式，由旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過(guò)絲桿變成直線運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)工作臺(tái)動(dòng)作。其體積和重量均很大，不適合應(yīng)用在小空間的場(chǎng)合，且由于中間環(huán)節(jié)絲杠有最大轉(zhuǎn)速限制和反向間隙，很難實(shí)現(xiàn)高速、高精度的定位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)的問(wèn)題，提供一種直驅(qū)式微動(dòng)平臺(tái)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，減小了微動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)慣量，消除中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)環(huán)節(jié)的彈性形變及間隙、具有效率高，精度高，響應(yīng)快的特點(diǎn)。
[0005]一種直驅(qū)式微動(dòng)平臺(tái)，包括底座及設(shè)于所述底座上的工作臺(tái)，所述工作臺(tái)內(nèi)設(shè)有三組直線模組，三組直線模組呈圓周陣列形式固定于所述底座上，且每?jī)山M所述直線模組的夾角均為60度；所述直線模組包括音圈電機(jī)及與所述音圈電機(jī)連接的移動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述音圈電機(jī)設(shè)于所述底座上，所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)連接于所述工作臺(tái)；所述直線模組的一側(cè)電性連接有光柵尺，所述直線模組的另一側(cè)電性連接有光電開關(guān)。
[0006]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括連接板、支撐件、夾件和雙軸承，所述連接板連接于所述音圈電機(jī)，所述支撐件設(shè)于所述連接板上，所述支撐件呈L形，所述夾件位于所述支撐件上，所述軸承設(shè)于所述支撐件和夾件之間位置。
[0007]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述支撐件上開設(shè)有一第一弧形槽，所述夾件上開設(shè)有第二弧形槽，所述第一弧形槽和第二弧形槽位置相對(duì)，形成一收容槽，所述雙軸承位于所述收容槽內(nèi)。
[0008]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述雙軸承包括兩個(gè)重疊置放的軸承，兩軸承的中心部貫穿有軸心。
[0009]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述音圈電機(jī)包括定子和動(dòng)子，所述定子固定設(shè)于所述底座上，所述動(dòng)子連接于所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)，音圈電機(jī)工作時(shí)，所述動(dòng)子帶動(dòng)所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)回作直線運(yùn)動(dòng)。
在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述工作臺(tái)與所述底座活動(dòng)連接，所述工作臺(tái)為圓形，所述工作臺(tái)的頂部透明。
[0010]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述夾件通過(guò)螺栓固定于所述支撐件。
[0011]上述直驅(qū)式微動(dòng)平臺(tái)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工裝配，制造成本低，省去了旋轉(zhuǎn)電機(jī)和絲杠等中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，沒(méi)有機(jī)械連接所帶來(lái)的中間誤差。三組直線模組構(gòu)成等邊三角形驅(qū)動(dòng)，對(duì)稱結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，并采用光柵尺作為位置反饋元件，運(yùn)動(dòng)信息直接反饋，檢測(cè)微動(dòng)平臺(tái)的位置，且通過(guò)所述光電開關(guān)進(jìn)行限位，保證了微動(dòng)平臺(tái)的速度與精度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)立體圖。
[0013]圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0014]圖3為本發(fā)明的直線模組結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖4為本發(fā)明的三直線模組所產(chǎn)生的一力方向圖。
[0016]圖5為本發(fā)明的三直線模組所產(chǎn)生的另一力方向圖。
[0017]以下是本發(fā)明零部件符號(hào)標(biāo)記說(shuō)明:
底座10、工作臺(tái)20、直線模組30、音圈電機(jī)31、定子311、動(dòng)子312、移動(dòng)機(jī)構(gòu)32、連接板321、支撐件322、夾件323、雙軸承324、收容槽325、軸心326、光柵尺40、光電開關(guān)50。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征、技術(shù)手段以及所達(dá)到的具體目的、功能，解析本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神，藉由以下結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的詳述得到進(jìn)一步的了解。
[0019]一種直驅(qū)式微動(dòng)平臺(tái)，包括底座10及設(shè)于底座10上的工作臺(tái)20。工作臺(tái)20與底座10活動(dòng)連接，可在底座10上移動(dòng)。該工作臺(tái)20為圓形，且工作臺(tái)20的頂部是透明的。
[0020]工作臺(tái)20內(nèi)設(shè)有三組直線模組30，三組直線模組30呈圓周陣列形式固定于底座10上，且每?jī)山M直線模組30的夾角均為60度。三個(gè)直線模組30運(yùn)作所產(chǎn)生的力方向構(gòu)成一等邊三角形。此結(jié)構(gòu)對(duì)稱且穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
[0021]該直線模組30包括音圈電機(jī)31及與音圈電機(jī)31連接的移動(dòng)機(jī)構(gòu)32。音圈電機(jī)31設(shè)于底座10上，移動(dòng)機(jī)構(gòu)32連接于工作臺(tái)20，該移動(dòng)機(jī)構(gòu)32為雙層軸承結(jié)構(gòu)，消除了間隙，精度更高。音圈電機(jī)31包括定子311和動(dòng)子312，定子311固定設(shè)于底座10上，動(dòng)子312連接于移動(dòng)機(jī)構(gòu)32。當(dāng)音圈電機(jī)31工作時(shí)，該動(dòng)子312帶動(dòng)移動(dòng)機(jī)構(gòu)32來(lái)回作直線運(yùn)動(dòng)。
[0022]移動(dòng)機(jī)構(gòu)32包括連接板321、支撐件322、夾件323和雙軸承324。連接板321連接于音圈電機(jī)31的動(dòng)子312，支撐件322固定設(shè)于連接板321上，支撐件322呈L形。夾件323位于支撐件322上，通過(guò)螺栓固定于支撐件322上。軸承設(shè)于支撐件322和夾件323之間位置。
[0023]支撐件322上開設(shè)有一第一弧形槽，夾件323上開設(shè)有第二弧形槽。第一弧形槽和第二弧形槽位置相對(duì)，形成一收容槽325，雙軸承324位于所述收容槽325內(nèi)。雙軸承324包括兩個(gè)重疊置放的軸承，兩軸承的中心部貫穿有軸心326。裝配時(shí)，先將兩軸承安裝于該軸心326上，再通過(guò)螺栓將所述夾件323和支撐件322鎖緊，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)雙軸承324的擠壓，消除間隙，實(shí)現(xiàn)高精度。
[0024]直線模組30的一側(cè)電性連接有光柵尺40，通過(guò)光柵尺40對(duì)直線模組30運(yùn)作進(jìn)行反饋。直線模組30的另一側(cè)電性連接有光電開關(guān)50，通過(guò)光電開關(guān)50對(duì)直線模組30進(jìn)行正負(fù)限位。[0025]在使用本發(fā)明時(shí)，通電后，所述首圈電機(jī)31開始運(yùn)作，首圈電機(jī)31的動(dòng)子312帶動(dòng)所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)32運(yùn)作，進(jìn)而，移動(dòng)機(jī)構(gòu)32帶動(dòng)所述工作臺(tái)20移動(dòng)。如圖4所示，當(dāng)三組直線模組30運(yùn)作時(shí)，所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)32同時(shí)向遠(yuǎn)離或者接近音圈電機(jī)31的定子311方向移動(dòng)，則工作臺(tái)20轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖5所示，當(dāng)其中任一兩組直線模組30的移動(dòng)機(jī)構(gòu)32同時(shí)向遠(yuǎn)離或者接近音圈電機(jī)31的定子311方向移動(dòng)，而另一直線模組30的移動(dòng)機(jī)構(gòu)32向接近或者遠(yuǎn)離音圈電機(jī)31的定子311方向移動(dòng)，則工作臺(tái)20成直線運(yùn)作。最終，本發(fā)明通過(guò)改變?nèi)M直線模組30的移動(dòng)機(jī)構(gòu)32的運(yùn)作方向而達(dá)到控制工作轉(zhuǎn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)。
[0026]綜上所述，上述直驅(qū)式微動(dòng)平臺(tái)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工裝配，制造成本低，消除中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)環(huán)節(jié)的彈性形變及間隙，減小了微動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)慣量。三組直線模組30構(gòu)成等邊三角形驅(qū)動(dòng)，對(duì)稱結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，并采用光柵尺40作為位置反饋元件，運(yùn)動(dòng)信息直接反饋，檢測(cè)微動(dòng)平臺(tái)的位置，且通過(guò)所述光電開關(guān)50進(jìn)行限位，具有效率高，精度高，響應(yīng)快的特點(diǎn)。
[0027]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種直驅(qū)式微動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，包括底座及設(shè)于所述底座上的工作臺(tái)，所述工作臺(tái)內(nèi)設(shè)有三組直線模組，三組直線模組呈圓周陣列形式固定于所述底座上，且每?jī)山M所述直線模組的夾角均為60度；所述直線模組包括音圈電機(jī)及與所述音圈電機(jī)連接的移動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述音圈電機(jī)設(shè)于所述底座上，所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)連接于所述工作臺(tái)；所述直線模組的一側(cè)電性連接有光柵尺，所述直線模組的另一側(cè)電性連接有光電開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直驅(qū)式微動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括連接板、支撐件、夾件和雙軸承，所述連接板連接于所述音圈電機(jī)，所述支撐件設(shè)于所述連接板上，所述支撐件呈L形，所述夾件位于所述支撐件上，所述軸承設(shè)于所述支撐件和夾件之間位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直驅(qū)式微動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，所述支撐件上開設(shè)有一第一弧形槽，所述夾件上開設(shè)有第二弧形槽，所述第一弧形槽和第二弧形槽位置相對(duì)，形成一收容槽，所述雙軸承位于所述收容槽內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直驅(qū)式微動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，所述雙軸承包括兩個(gè)重疊置放的軸承，兩軸承的中心部貫穿有軸心。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直驅(qū)式微動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，所述音圈電機(jī)包括定子和動(dòng)子，所述定子固定設(shè)于所述底座上，所述動(dòng)子連接于所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)，音圈電機(jī)工作時(shí)，所述動(dòng)子帶動(dòng)所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)回作直線運(yùn)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直驅(qū)式微動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，所述工作臺(tái)與所述底座活動(dòng)連接，所述工作臺(tái)為圓形，所述工作臺(tái)的頂部透明。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直驅(qū)式微動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，所述夾件通過(guò)螺栓固定于所述支撐件。
【文檔編號(hào)】B23Q1/26GK103551862SQ201310527775
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】吳宏, 禹新路, 尹告民 申請(qǐng)人:東莞固高自動(dòng)化技術(shù)有限公司