一種基于正弦機(jī)構(gòu)的二維線性微動轉(zhuǎn)臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及特殊曲面一種基于正弦機(jī)構(gòu)的二維線性微動轉(zhuǎn)臺，能夠?qū)崿F(xiàn)線性精密 轉(zhuǎn)動。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)臺由齒輪減速后帶動渦輪蝸桿副使工作臺轉(zhuǎn)動，這種方法往往會帶來反 向間隙和傳動間隙，齒輪嚙合的齒側(cè)間隙也會對轉(zhuǎn)動精度帶來影響。若實(shí)現(xiàn)高精度的小轉(zhuǎn) 角線性轉(zhuǎn)動，還需要齒輪的齒數(shù)足夠多。此外，齒輪加工刀具眾多，由此方法制造的轉(zhuǎn)臺制 造復(fù)雜、價(jià)格昂貴。而同一精度級別的直線平移臺制造相對容易，由此考慮利用正弦機(jī)構(gòu)將 直線平移臺的直線運(yùn)動轉(zhuǎn)化為軸向轉(zhuǎn)動，由此原理制造出的轉(zhuǎn)臺能夠?qū)崿F(xiàn)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的 精密轉(zhuǎn)動。正弦機(jī)構(gòu)是將曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中的轉(zhuǎn)動副變?yōu)橐苿痈倍鴺?gòu)成的基本傳動機(jī)構(gòu)，通 過正弦機(jī)構(gòu)可以將直線往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為圓周運(yùn)動，然而正弦機(jī)構(gòu)的傳動比隨轉(zhuǎn)角的改變呈 非線性變化，這對于要求提供線性角位移的高精密轉(zhuǎn)臺在原理上就出現(xiàn)了障礙。正弦機(jī)構(gòu) 的傳動比隨轉(zhuǎn)角的改變呈非線性變化，造成正弦機(jī)構(gòu)的原理誤差。在正弦機(jī)構(gòu)制成的長度 計(jì)量儀器中，儀表度盤是按線性刻度的，這就引起儀表的示數(shù)誤差，由于是機(jī)構(gòu)原理造成的 誤差，該誤差無法通過提高構(gòu)件精度消除。在實(shí)際設(shè)計(jì)生產(chǎn)中，可采取調(diào)整擺桿長度的方法 來減小原理誤差，但這種方法無法消除誤差，只能縮小誤差。采用電控裝置的誤差補(bǔ)償也可 減小因正弦機(jī)構(gòu)原理誤差帶來的轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動誤差，但這種方法需要多次試驗(yàn)才能得到位移誤 差補(bǔ)償函數(shù)，并需要編程實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種基于正弦機(jī)構(gòu)的二維線性微動轉(zhuǎn) 臺，利用正弦機(jī)構(gòu)將大量程精密線性移動轉(zhuǎn)化為大量程精密轉(zhuǎn)動，通過增大正弦機(jī)構(gòu)的傳 動比獲得轉(zhuǎn)臺的高靈敏度，提高了精密儀器儀表的精度。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的一種基于正弦機(jī)構(gòu)的二維線性微動轉(zhuǎn)臺， 包括底座平臺，所述底座平臺上左右對稱的設(shè)有兩個(gè)底座支柱，兩個(gè)底座支柱內(nèi)設(shè)有X軸 轉(zhuǎn)臺方框，所述X軸轉(zhuǎn)臺方框中設(shè)有Z軸轉(zhuǎn)臺圓框；所述X軸轉(zhuǎn)臺方框的底部設(shè)有X軸平移 臺和第一彈簧固定塊，所述X軸平移臺上設(shè)有X軸推桿滑塊，所述Z軸轉(zhuǎn)臺圓框內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)臺 支撐臺，所述轉(zhuǎn)臺支撐臺上設(shè)有與所述X軸推桿滑塊配合的Z軸轉(zhuǎn)動擺桿，所述Z軸轉(zhuǎn)動擺 桿與所述第一彈簧固定塊之間設(shè)有第一彈簧，所述第一彈簧為所述Z軸轉(zhuǎn)動擺桿提供預(yù)緊 力；所述底座平臺上設(shè)有Y軸平移臺，所述Z軸轉(zhuǎn)臺圓框的底部設(shè)有X軸轉(zhuǎn)動擺桿，所述Y軸 平移臺上設(shè)有Y軸推桿滑塊，一個(gè)底座支柱上設(shè)有第二彈簧固定塊，所述Y軸平移臺與所述 第二彈簧固定塊之間設(shè)有第二彈簧，所述第二彈簧為所述X軸轉(zhuǎn)動擺桿提供預(yù)緊力；所述X 軸轉(zhuǎn)動擺桿和所述Z軸轉(zhuǎn)動擺桿的末端的形狀均為圓球，所述X軸推桿滑塊和所述Y軸推 桿滑塊的工作面均為曲面；所述X軸平移臺、X軸推桿滑塊及Z軸轉(zhuǎn)動擺桿構(gòu)成第一正弦機(jī) 構(gòu)，該第一正弦機(jī)構(gòu)中；所述Y軸平移臺、Y軸推桿滑塊及X軸轉(zhuǎn)動擺桿構(gòu)成第二正弦機(jī)構(gòu)。
[0005] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0006] 本發(fā)明提出的基于正弦機(jī)構(gòu)的二維線性微動轉(zhuǎn)臺，將精密平移臺的直線運(yùn)動轉(zhuǎn)化 為轉(zhuǎn)臺的圓周轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)敏度高的轉(zhuǎn)臺設(shè)計(jì)。
[0007] 本發(fā)明中，推桿滑塊、平移臺及轉(zhuǎn)動擺桿共同組成的正弦機(jī)構(gòu)，將傳統(tǒng)正弦機(jī)構(gòu)推 桿換做符合設(shè)計(jì)要求的推桿滑塊，能夠從原理上消除非線性誤差，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺的線性微轉(zhuǎn)動。 實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)需要可將一維轉(zhuǎn)臺組合使用，從而得到多軸轉(zhuǎn)臺。
【附圖說明】
[0008] 圖1是本發(fā)明基于正弦機(jī)構(gòu)的二維線性微動轉(zhuǎn)臺的軸測圖；
[0009] 圖2-1是圖1所示二維線性微動轉(zhuǎn)臺Y向視圖；
[0010] 圖2-2是圖2-1中所示A-A位置剖視圖；
[0011] 圖3-1是圖1所示二維線性微動轉(zhuǎn)臺俯視圖；
[0012] 圖3-2是圖3-1中所示B-B位置剖視圖；
[0013] 圖4是圖2-2中所示Y軸推桿滑塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中：
[0015]1-底座支柱 2-X軸平移臺 3-Y軸平移臺
[0016] 4-X軸轉(zhuǎn)臺內(nèi)框 51-第一彈簧 52-第二彈簧
[0017]53-第一彈簧固定塊54-第二彈簧固定塊6-轉(zhuǎn)臺支撐臺
[0018]7-Z軸轉(zhuǎn)臺圓框 8-Y軸推桿滑塊 9-X軸轉(zhuǎn)動擺桿
[0019] 10-Z軸轉(zhuǎn)動擺桿 11-底座平臺 12-X軸推桿滑塊
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0021] 如圖1、圖2-1、圖2-2、圖3-1和圖3-2所示，本發(fā)明一種基于正弦機(jī)構(gòu)的二維線性 微動轉(zhuǎn)臺，包括底座平臺11，所述底座平臺11上左右對稱的設(shè)有兩個(gè)底座支柱1，兩個(gè)底座 支柱1內(nèi)設(shè)有X軸轉(zhuǎn)臺方框4,所述X軸轉(zhuǎn)臺方框4中設(shè)有Z軸轉(zhuǎn)臺圓框7。
[0022] 所述X軸轉(zhuǎn)臺方框4的底部設(shè)有X軸平移臺2和第一彈簧固定塊53,所述X軸平 移臺2上設(shè)有X軸推桿滑塊12,所述Z軸轉(zhuǎn)臺圓框7內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)臺支撐臺6,所述轉(zhuǎn)臺支撐臺 6上設(shè)有與所述X軸推桿滑塊12配合的Z軸轉(zhuǎn)動擺桿10,所述Z軸轉(zhuǎn)動擺桿10與所述第 一彈簧固定塊53之間設(shè)有第一彈簧51，所述第一彈簧51為所述Z軸轉(zhuǎn)動擺桿10提供預(yù)緊 力；所述X軸平移臺2、X軸推桿滑塊12及Z軸轉(zhuǎn)動擺桿10構(gòu)成第一正弦機(jī)構(gòu)。結(jié)合正弦 機(jī)構(gòu)原理，X軸平移臺2的直線運(yùn)動驅(qū)動Z軸轉(zhuǎn)動擺桿10的圓周轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)Z軸精密微轉(zhuǎn) 動。
[0023] 所述底座平臺11上設(shè)有Y軸平移臺3,所述Z軸轉(zhuǎn)臺圓框7的底部設(shè)有X軸轉(zhuǎn)動 擺桿9,所述Y軸平移臺3上設(shè)有Y軸推桿滑塊8, 一個(gè)底座支柱1上設(shè)有第二彈簧固定塊 54,所述Y軸平移臺3與所述第二彈簧固定塊54之間設(shè)有第二彈簧52,所述第二彈簧52為 所述X軸轉(zhuǎn)動擺桿9提供預(yù)緊力，所述Y軸平移臺3、Y軸推桿滑塊8及X軸轉(zhuǎn)動擺桿9構(gòu) 成第二正弦機(jī)構(gòu)，Y軸平移臺3的直線運(yùn)動驅(qū)動X軸轉(zhuǎn)動擺桿9的圓周轉(zhuǎn)動，實(shí)