本發(fā)明屬于精密運動領(lǐng)域，具體地說，涉及一種調(diào)節(jié)效率高且調(diào)節(jié)精度高的基于直線步進電機的角位移平臺裝置。

背景技術(shù)：

隨著光纖通信和光纖傳感技術(shù)的發(fā)展，光電子器件的制備成為了光信息技術(shù)進一步發(fā)展的關(guān)鍵。光電子集成器件的封裝技術(shù)影響著光電子器件的可靠性，關(guān)鍵的封裝工藝與封裝設(shè)備可以大幅度的提高生產(chǎn)效率、保證器件的質(zhì)量;目前光電子封裝企業(yè)主要依靠手動耦合為主。

如中國專利文獻(xiàn) CN103559916B公開了一種手動對準(zhǔn)的三自由度微動角位臺，包括底座、臺面、固定臺、連接臺、分厘卡、角度傾斜板和鉸接鋼片，所述底座包括Z向底座和XY向底座；所述固定臺包括Z向固定臺和XY向固定臺，所述Z向固定臺安裝在Z向底座上，所述XY向固定臺安裝在 XY向底座上；所述連接臺包括第一連接臺與第二連接臺；上述專利文獻(xiàn)所述的手動對準(zhǔn)的三自由度微動角位臺利用鋼片支撐、分厘卡微調(diào)的方式達(dá)到平臺在X軸、Y軸和Z軸的微動角位移。

但是，上述專利文獻(xiàn)所述的手動對準(zhǔn)的三自由度微動角位臺，至少存在以下不足之處：采用手動調(diào)節(jié)對準(zhǔn)，在實際操作過程中，需要作業(yè)人員的操作熟練且操作動作幅度小，否則不僅操作效率低，而且其完成質(zhì)量差、難以達(dá)到高精確度要求，更難以滿足具有精度要求高的新一代芯片的耦合對準(zhǔn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有技術(shù)中的微動角位臺采用手動調(diào)節(jié)對準(zhǔn)，器操作效率低、完成質(zhì)量差；進而提供一種調(diào)節(jié)效率高且調(diào)節(jié)精度高的基于直線步進電機的角位移平臺裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的基于直線步進電機的角位移平臺裝置，其包括至少一個角位移調(diào)節(jié)平臺，所述角位移調(diào)節(jié)平臺包括底座、臺面以及中間傳動結(jié)構(gòu)；所述角位移調(diào)節(jié)平臺還包括角位移導(dǎo)向結(jié)構(gòu)和直線步進電機結(jié)構(gòu)，所述中間傳動結(jié)構(gòu)在所述直線步進電機結(jié)構(gòu)的帶動下使所述臺面在所述角位移導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的導(dǎo)向下發(fā)生角位移；

所述中間傳動結(jié)構(gòu)包括限位導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，限制所述直線步進電機結(jié)構(gòu)的輸出桿的轉(zhuǎn)動并對其滑動進行導(dǎo)向；以及中間組件，與所述輸出桿連接并在所述輸出桿的作用下帶動所述臺面沿所述角位移導(dǎo)向結(jié)構(gòu)發(fā)生角位移；

所述角位移導(dǎo)向結(jié)構(gòu)包括第一弧形導(dǎo)向部件，設(shè)于所述底座/所述臺面上；以及第二弧形導(dǎo)向部件，設(shè)于所述臺面/所述底座上，所述第二弧形導(dǎo)向部件與所述第一導(dǎo)向部件相配合對所述臺面的角位移進行導(dǎo)向。

所述中間組件包括推動件，與所述輸出桿固定連接；以及被推動件，固定設(shè)置在所述臺面的下端面上且朝向所述底座方向進行延伸，所述被推動件與所述推動件貼合。

所述推動件包括與所述輸出桿固定連接的鐵塊，所述被推動件包括通過固定座固定安裝在所述臺面的下端面上的磁鐵，所述鐵塊與所述磁鐵相吸并貼合。

所述角位移調(diào)節(jié)平臺還包括對所述輸出桿進行限位導(dǎo)向的限位導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，所述限位導(dǎo)向結(jié)構(gòu)包括限位結(jié)構(gòu)和導(dǎo)向結(jié)構(gòu)；所述限位結(jié)構(gòu)包括與所述輸出桿的端部固定連接的U型限位塊，所述導(dǎo)向結(jié)構(gòu)包括設(shè)于所述底座內(nèi)的滑槽以及滑動安裝在所述滑槽內(nèi)的滑塊，所述滑塊與所述U型限位塊固定連接。

所述鐵塊通過轉(zhuǎn)接座與所述滑塊固定連接。

所述第一弧形導(dǎo)向部件包括間隔設(shè)置在所述臺面的下端面上的兩個弧形導(dǎo)軌；

所述第二弧形導(dǎo)向部件包括對應(yīng)于所述弧形導(dǎo)軌設(shè)置的兩組軸承組件，每一組所述軸承組件包括若干間隔設(shè)置的多個軸承，所述軸承組件的所有軸承形成弧形結(jié)構(gòu)，所述弧形結(jié)構(gòu)的弧度與所述弧形導(dǎo)軌的一致；

其中，兩個所述弧形導(dǎo)軌與兩組所述軸承組件一一配合，對所述臺面的角位移進行導(dǎo)向。

所述角位移調(diào)節(jié)平臺還包括用于使得所述臺面和所述底座緊密配合的拉緊結(jié)構(gòu)。

所述角位移平臺還包括磁性拉緊組件；所述磁性拉緊組件包括設(shè)于所述底座內(nèi)的第一磁塊，設(shè)于所述臺面的下端面上的且與所述第一磁塊相吸的第二磁塊。

所述角位移平臺還包括彈性拉緊組件，所述彈性拉緊組件包括一端與所述底座固定連接且另一端與所述臺面固定連接的拉簧。

所述角位移平臺還包括對所述臺面的角位移進行限位的限位結(jié)構(gòu)。

所述角位移平臺設(shè)為兩個，兩個所述角位移調(diào)節(jié)平臺為相互疊加設(shè)置的上角位移調(diào)節(jié)平臺和下角位移調(diào)節(jié)平臺，所述上角位移調(diào)節(jié)平臺的底座與所述下角位移調(diào)節(jié)平臺的臺面固定連接；其中，所述上角位移調(diào)節(jié)平臺的所述角位移導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的球心與所述所述下角位移調(diào)節(jié)平臺的所述角位移導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的球心重合，且兩個所述角位移導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸相交并垂直。

本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點：

在本發(fā)明中，啟動所述直線步進電機結(jié)構(gòu)，套設(shè)在所述驅(qū)動軸上的所述輸出桿在所述限位導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的作用下發(fā)生滑動，并通過所述中間組件帶動所述臺面在所述角位移導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的導(dǎo)向下發(fā)生角位移，從而實現(xiàn)對所述臺面的角位移調(diào)節(jié)，其無需手動調(diào)節(jié)校準(zhǔn)，只需直接控制所述驅(qū)動結(jié)構(gòu)即可對所述臺面進行角位移調(diào)節(jié)，其調(diào)節(jié)效率高且調(diào)節(jié)精準(zhǔn)度高。

附圖說明

為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的說明，其中

圖1是本發(fā)明所述的角位移調(diào)節(jié)平臺結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明所述的角位移調(diào)節(jié)平臺部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明所述的角位移調(diào)節(jié)平臺截面示意圖；

圖4是本發(fā)明所述的基于直線步進電機的角位移平臺裝置示意圖；

圖中附圖標(biāo)記表示為：1-上角位移調(diào)節(jié)平臺；2-下角位移調(diào)節(jié)平臺；3-底座；4-臺面；5-輸出桿；6-鐵塊；7-磁鐵；8-固定座；9-U型限位塊；10-滑槽；11-滑塊；12-轉(zhuǎn)接座；13-弧形導(dǎo)軌；14-軸承；15-第一磁塊；16-第二磁塊；17-拉簧；18-直線步進電機結(jié)構(gòu)；20-電機外殼；21-電機定子；22-電機轉(zhuǎn)子；23-限位片；24-弧形限位槽；25-限位件；26-電機軸承。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

如圖1、2、3和4所示，本實施例的基于直線步進電機的角位移平臺裝置，其包括至少一個角位移調(diào)節(jié)平臺，所述角位移調(diào)節(jié)平臺包括底座3、臺面4以及中間傳動結(jié)構(gòu)；所述角位移調(diào)節(jié)平臺還包括角位移導(dǎo)向結(jié)構(gòu)和直線步進電機結(jié)構(gòu)，所述中間傳動結(jié)構(gòu)在所述直線步進電機結(jié)構(gòu)的帶動下使所述臺面4在所述角位移導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的導(dǎo)向下發(fā)生角位移；

所述中間傳動結(jié)構(gòu)包括限位導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，限制所述直線步進電機結(jié)構(gòu)的輸出桿5的轉(zhuǎn)動并對其滑動進行導(dǎo)向；以及中間組件，與所述輸出桿5連接并在所述輸出桿5的作用下帶動所述臺面4沿所述角位移導(dǎo)向結(jié)構(gòu)發(fā)生角位移；

所述角位移導(dǎo)向結(jié)構(gòu)包括第一弧形導(dǎo)向部件，設(shè)于所述底座3/所述臺面4上；以及第二弧形導(dǎo)向部件，設(shè)于所述臺面4/所述底座3上，所述第二弧形導(dǎo)向部件與所述第一導(dǎo)向部件相配合對所述臺面4的角位移進行導(dǎo)向。

具體地，如圖3所示，所述直線步進電機結(jié)構(gòu)18包括電機外殼20、電機定子21、電機轉(zhuǎn)子22、電機軸承26以及輸出桿5，所述電機轉(zhuǎn)子22與所述輸出桿5之間為螺紋副連接。

在本實施例中，啟動所述直線步進電機結(jié)構(gòu)18，所述電機轉(zhuǎn)子22轉(zhuǎn)動，所述輸出桿5在所述螺紋副和所述限位導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的相互配合下，不會發(fā)生轉(zhuǎn)動而是沿所述電機轉(zhuǎn)子22的長度發(fā)生滑動，并通過所述中間組件帶動所述臺面4發(fā)生運動，所述臺面4在所述角位移導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的導(dǎo)向配合發(fā)生角位移，從而實現(xiàn)對所述臺面4的角位移的調(diào)節(jié)；在實際使用過，通過控制所述直線步進電機結(jié)構(gòu)18的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，來控制所述臺面4具體的角位移值和角位移速度，所述驅(qū)動結(jié)構(gòu)能夠準(zhǔn)確無誤的根據(jù)設(shè)定的值進行旋轉(zhuǎn)，使得所述臺面4能夠準(zhǔn)確發(fā)生預(yù)設(shè)的角位移，其無需人工手動來進行調(diào)節(jié)校準(zhǔn)；因此，該角度調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)效率高且調(diào)節(jié)精準(zhǔn)度高。

在本實施例中，所述中間組件包括推動件，與所述輸出桿5固定連接；以及被推動件，固定設(shè)置在所述臺面4的下端面上且朝向所述底座3方向進行延伸，所述被推動件與所述推動件貼合。

如圖1和2所示，具體地，所述推動件包括與所述輸出桿5固定連接的鐵塊6，所述被推動件包括通過固定座8固定安裝在所述臺面4的下端面上的磁鐵7，所述鐵塊6與所述磁鐵7相吸并貼合；所述磁鐵7通過所述固定座8安裝在所述臺面4的下端面上并朝向所述底座3延伸至與所述鐵塊6處，且所述磁鐵7的一側(cè)壁與所述鐵塊6的前端相抵且二者始終相互吸合；當(dāng)所述輸出桿5發(fā)生滑動時，與所述輸出桿5固定連接的所述鐵塊6也發(fā)生滑動，并帶動所述磁鐵7滑動，進而帶動所述臺面4運動，所述臺面4在所述角位移導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的作用下發(fā)生角位移。在本實施例中，作為優(yōu)選的實施方式，所述鐵塊6設(shè)為半球形鐵塊6，所述磁鐵7與所述半球形鐵塊6的貼合面設(shè)有弧形凹槽，當(dāng)所述磁鐵7與所述半球形鐵塊6貼合時，所述磁鐵7的弧形凹槽與所述半球形鐵塊6的前端貼合。

在本實施例中，所述角位移調(diào)節(jié)平臺還包括對所述輸出桿5進行限位導(dǎo)向的限位導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，所述限位導(dǎo)向結(jié)構(gòu)包括限位結(jié)構(gòu)和導(dǎo)向結(jié)構(gòu)；所述限位結(jié)構(gòu)包括與所述輸出桿5的端部固定連接的U型限位塊9，所述導(dǎo)向結(jié)構(gòu)包括設(shè)于所述底座3內(nèi)的滑槽10以及滑動安裝在所述滑槽10內(nèi)的滑塊11，所述滑塊11與所述U型限位塊9固定連接；在本實施例中，因為所述U型限位塊9與所述輸出桿5的端部固定連接，所以當(dāng)所述電機轉(zhuǎn)子22轉(zhuǎn)動時，與所述電機轉(zhuǎn)子22螺紋連接的所述輸出桿5無法發(fā)生轉(zhuǎn)動，進而在所述電機轉(zhuǎn)子22的作用下將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為滑動，并在所述滑塊11和所述滑槽10的相互配合下沿所述滑槽10發(fā)生往復(fù)滑動；作為優(yōu)選的實施方式，所述鐵塊6通過轉(zhuǎn)接座12與所述滑塊11固定連接；當(dāng)所述電機轉(zhuǎn)子22使得所述輸出桿5滑動時，所述鐵塊6在所述滑塊11和所述轉(zhuǎn)接座12的作用下帶動所述磁鐵7滑動，進而使得所述臺面4沿所述角位移導(dǎo)向結(jié)構(gòu)發(fā)生弧形滑動，從而發(fā)生角位移。

在上述實施例的基礎(chǔ)上，本實施例的所述角位移導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的所述第一弧形導(dǎo)向部件包括間隔設(shè)置在所述臺面4的下端面上的兩個弧形導(dǎo)軌13；

所述第二弧形導(dǎo)向部件包括對應(yīng)于所述弧形導(dǎo)軌13設(shè)置的兩組軸承14組件，每一組所述軸承14組件包括若干間隔設(shè)置的多個軸承14，所述軸承14組件的所有軸承14形成弧形結(jié)構(gòu)，所述弧形結(jié)構(gòu)的弧度與所述弧形導(dǎo)軌13的一致；

其中，兩個所述弧形導(dǎo)軌13與兩組所述軸承組件一一配合，對所述臺面4的角位移進行導(dǎo)向。

本實施例中，在所述臺面4的下端面上間隔設(shè)置兩個所述弧形導(dǎo)軌13，所述弧形導(dǎo)軌13包括導(dǎo)向部和肩部，所述導(dǎo)向部與所述肩部之間形成“7”字型結(jié)構(gòu)；在所述底座3的兩個側(cè)壁上設(shè)置多個所述軸承14，每側(cè)的多個軸承14呈弧形設(shè)置且該弧度與所述弧形導(dǎo)軌13的弧度一致；本實施優(yōu)選在所述底座3的每個所述側(cè)壁上設(shè)置三個所述軸承14，三個所述軸承14相互間隔設(shè)置且形成與所述弧形導(dǎo)軌13一致的弧度；當(dāng)所述臺面4和所述底座3組合后，所述弧形導(dǎo)軌13的導(dǎo)向部和所述軸承14貼合，兩個所述弧形導(dǎo)軌13的所述肩部之間的間距和厚度之和正好等于兩個側(cè)壁上的相應(yīng)的兩個所述軸承14之間的間距，從而防止所述臺面4在所述軸承14的軸線方向上發(fā)生偏移；當(dāng)所述磁鐵7在所述鐵塊6的作用下發(fā)生滑動時，所述臺面4在所述弧度導(dǎo)軌的配合下發(fā)生角位移，所述軸承14的設(shè)置便于所述臺面4的角位移發(fā)生。

為了保證滑動過程中，所述弧形導(dǎo)軌13能夠與所述軸承14貼合，所述角位移調(diào)節(jié)平臺還包括用于使得所述臺面4和所述底座3緊密配合的磁性拉緊組件；所述磁性拉緊組件包括設(shè)于所述底座3內(nèi)的第一磁塊15，設(shè)于所述臺面4的下端面上的且與所述第一磁塊15相吸的第二磁塊16；所述臺面4和所述底座3在所述第一磁塊15和所述第二磁塊16的作用下始終相互貼合，所述推出桿作用時，所述臺面4在所述鐵塊6的作用下克服所述第一磁塊15與所述第二磁塊16之間的吸合力發(fā)生角位移。作為優(yōu)選的實施方式，所述第一磁塊15和所述第二磁塊16的相互配合面設(shè)為弧面，其弧度與所述弧形導(dǎo)軌13的弧度一致。

進一步地，本實施例的所述角位移調(diào)節(jié)平臺還包括彈性拉緊組件，所述彈性拉緊組件包括一端與所述底座3固定連接且另一端與所述臺面4固定連接的拉簧17，從而保證所述臺面4和所述底座3在運動過程中始終處于無間隙扣合狀態(tài)，防止所述臺面4與所述底座發(fā)生分離。

所述角位移平臺還包括對所述臺面4的角位移進行限位的限位結(jié)構(gòu)；如圖所示，所述限位結(jié)構(gòu)包括安裝在所述底座3/所述臺面4的外側(cè)壁上的限位片23以及安裝在所述臺面4/所述底座3的外側(cè)壁上的限位件25，其中，所述限位片23上成型有弧形限位槽24，所述弧形限位槽24的弧度與所述臺面4的預(yù)設(shè)角位移的弧度一致，所述限位件25嵌入所述弧形限位槽24中對所述臺面4的滑動進行限位，防止所述臺面4在滑動/角位移過程中脫離預(yù)設(shè)行程，不出現(xiàn)超越預(yù)設(shè)行程的現(xiàn)象；在本實施例中，優(yōu)選將所述限位片23設(shè)置在所述底座3上，所述限位件25設(shè)為安裝在所述臺面4上的限位螺絲。

如圖4所示，在上述實施例的基礎(chǔ)上，本實施例的所述角位移平臺設(shè)為兩個，兩個所述角位移調(diào)節(jié)平臺為相互疊加設(shè)置的上角位移調(diào)節(jié)平臺1和下角位移調(diào)節(jié)平臺2，所述上角位移調(diào)節(jié)平臺1的底座3與所述下角位移調(diào)節(jié)平臺2的臺面4固定連接；其中，所述上角位移調(diào)節(jié)平臺1的所述角位移導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的球心與所述所述下角位移調(diào)節(jié)平臺2的所述角位移導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的球心重合，且兩個所述角位移導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸垂直相交。

在本實施例中，所述上角位移調(diào)節(jié)平臺1的底座3通過螺釘與所述下角位移調(diào)節(jié)平臺2的臺面4固定連接成一體，本實施例的基于直線步進電機的角位移平臺裝置通過兩個所述角位移調(diào)節(jié)平臺實現(xiàn)對安裝在所述上角位移調(diào)節(jié)平臺1的臺面4的多維度調(diào)節(jié)。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之中。