專利名稱：垂向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是有關(guān)于一種垂向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，且特別是有關(guān)于一種便于精確定 位的垂向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前，在微制造領(lǐng)域很多精密工件安裝都需采用通用工裝或?qū)Ｓ霉ぱb。例 如半導(dǎo)體制造業(yè)很多設(shè)備上的工件都對(duì)定位精度有較高要求，其中包括垂向調(diào)
節(jié)機(jī)構(gòu)。在一種垂向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中，可以實(shí)現(xiàn)Rx, Ry和Rz向三個(gè)自由度的調(diào)節(jié)。 該機(jī)構(gòu)分三大部分組成支撐底板，中間驅(qū)動(dòng)才幾構(gòu)和處于最上層的凈皮調(diào)節(jié)的工 作臺(tái)。工作臺(tái)與支撐底板之間有多個(gè)重要元件有相對(duì)位置精度要求，拆卸后重 新裝配時(shí)有重復(fù)定位精度要求。如果不采用相應(yīng)措施，裝配精度很難保證，調(diào) 試十分困難，效率也十分低下。因此在該垂向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中需要加入能保證裝配 精度和重復(fù)裝配精度的相關(guān)結(jié)構(gòu)，尤其要保證重復(fù)裝配精度。
美國(guó)專利US2005204712A公開了 一個(gè)3自由度的微動(dòng)臺(tái)。該微動(dòng)臺(tái)的基本 原理是通過三組凸輪機(jī)構(gòu)，分布在三個(gè)點(diǎn)上，三個(gè)驅(qū)動(dòng)點(diǎn)通過一個(gè)柔性機(jī)構(gòu)連 接到承片臺(tái)上，并用簧片導(dǎo)向，共同驅(qū)動(dòng)承片臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)3向調(diào)節(jié)功能。但 是，由于該裝置的中間尺寸鏈較多，在沒有其他定位措施的情況下，工裝結(jié)構(gòu) 的偏差較大。
中國(guó)專利CN2580470公開了 一種三自由度超精密定位平臺(tái)。該定位臺(tái)內(nèi)部 呈等邊三角形固定有三組各自獨(dú)立的壓電陶瓷預(yù)緊機(jī)構(gòu)。該臺(tái)結(jié)構(gòu)緊湊、精度 較高，但是在調(diào)試時(shí)如需要拆卸或者更換零部件則重復(fù)定位精度很難保證，調(diào) 試效率低下，此時(shí)就需要能方便，快捷的讓機(jī)構(gòu)的各個(gè)部分快速還原。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型提供一種便于精確定位的垂向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型的垂向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，包括 支撐底板；
中間驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括三角板、三個(gè)導(dǎo)向簧片、三個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)，設(shè)置于所述 支撐底板上，其中所述三個(gè)導(dǎo)向簧片與所述三角板的三個(gè)角部連接，所述三個(gè) 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述支撐底板上，且分別位于所述三角板的三個(gè)角部下；
工作臺(tái)設(shè)置于所述三角板上；
三個(gè)相同的測(cè)量機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述支撐底板上，且分別與所述三角板的三個(gè) 邊部平行；
第一等高塊、第二等高塊、第三等高塊設(shè)置于所述三角板和所述支撐底板 之間；
第一定位銷、第二定位銷穿過所述三角板，并分別穿過所述第一等高塊、 所述第二等高塊，固定于所述支撐底板；
在本實(shí)用新型的垂向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中，使用了 "3個(gè)等高塊+ 2個(gè)定位銷+ l個(gè) 緊固螺釘"的機(jī)構(gòu)來保證滾子與凸輪的對(duì)心精度；使用該機(jī)構(gòu)來避開中間環(huán)節(jié)， 直接保證工作臺(tái)和支撐底板的相對(duì)位置精度。此外，在該垂向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)需要換
件、調(diào)整、拆卸時(shí)能快捷的把幾個(gè)重要件的位置還原，保證重復(fù)精度，盡可能 減少工作量。
為讓本實(shí)用新型的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例， 并配合附圖，作詳細(xì)"i兌明如下。


圖1所示為本實(shí)用新型的整體框架示意圖。
圖2所示為本實(shí)用新型的垂向調(diào)節(jié)原理示意圖。
圖3所示為本實(shí)用新型的凸輪機(jī)構(gòu)示意圖。
圖4所示為本實(shí)用新型的滾子偏心示意圖。
圖5所示為本實(shí)用新型的測(cè)量機(jī)構(gòu)示意圖。
圖6所示為本實(shí)用新型的工作臺(tái)與支撐底^fel間定位原理示意圖。
具體實(shí)施方式
為了更了解本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容，特舉具體實(shí)施例并配合所附圖式說明 如下。
圖1所示為本實(shí)用新型的整體框架示意圖。圖3所示為本實(shí)用新型的凸輪 機(jī)構(gòu)示意圖。圖5所示為本實(shí)用新型的測(cè)量機(jī)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該垂向 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)分4個(gè)主要部分，即支撐底板6，中間驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，工作臺(tái)l和測(cè)量機(jī)構(gòu)。 中間驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由三角板2，導(dǎo)向簧片3,圖3所示的凸輪機(jī)構(gòu)組成；測(cè)量機(jī) 構(gòu)如圖5所示由讀頭17和光柵尺18及相關(guān)安裝件和轉(zhuǎn)接件組成。其中凸輪機(jī) 構(gòu)和測(cè)量機(jī)構(gòu)都是按正三角形分布。如圖2所示，三個(gè)導(dǎo)向簧片3與所述三角 板2的三個(gè)角部連接，所述三個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述支撐底板上，且分別位于 所述三角板的三個(gè)角部下；三個(gè)相同的測(cè)量機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述支撐底板上，且分 別與所述三角板的三個(gè)邊部平行。
該調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的凸輪機(jī)構(gòu)如圖3所示電機(jī)10帶動(dòng)滾子12旋轉(zhuǎn)，滾子靠摩 擦驅(qū)動(dòng)凸輪11旋轉(zhuǎn)，凸輪11旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)滾子12在導(dǎo)向簧片3的導(dǎo)向作用下作Z 向運(yùn)動(dòng)。由三個(gè)這樣的凸輪機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，就實(shí)現(xiàn)該才幾構(gòu)的Rx , Ry和Z三個(gè) 方向的調(diào)節(jié)。由3個(gè)正三角形分布的測(cè)量機(jī)構(gòu)反饋位置信息，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)閉環(huán)， 從而構(gòu)成一個(gè)完成的閉環(huán)控制的垂向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
圖4所示為本實(shí)用新型的滾子偏心示意圖。如圖4所示，凸輪4幾構(gòu)如果安 裝時(shí)滾子與凸輪的軸線沒在同一條平行與Z軸的中心線上，出現(xiàn)了偏心，其結(jié) 果就會(huì)減小滾子12的垂向行程。
如圖5所示的測(cè)量機(jī)構(gòu)中，光柵尺部分與工作臺(tái)1連接，讀頭部分與支撐 底板6連接。三個(gè)測(cè)量機(jī)構(gòu)在第一次裝調(diào)時(shí)要求工作臺(tái)l和支撐底板6平行， 其間距為設(shè)定間距，以保證機(jī)械零位的標(biāo)定和測(cè)量機(jī)構(gòu)的裝調(diào)。在調(diào)試時(shí)通常 有拆卸工作臺(tái)的需求，此時(shí)要求工作臺(tái)l重新安裝到三角板2上，其相對(duì)支撐 底板6要有一定的位置重復(fù)性，以保證光柵尺在不重新調(diào)整的情況下能正常使 用，以提高效率。
如圖2所示，本實(shí)用新型在該垂向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中引入了 "3個(gè)等高塊+ 2個(gè)定 位銷+ l個(gè)緊固螺釘，，的結(jié)構(gòu)。3個(gè)等高塊7A、 7B、 7C放在三角板2和支撐底 板6之間，位置如圖2所示。2個(gè)定位銷8A、 8B先穿過三角板2，再穿過等高 塊7B、 7C，最后打入支撐底板6;在另一個(gè)等高塊7A上，用緊固螺釘9穿過
5三角板2，穿過等高塊7A，再緊固到支撐底板6上。3等高塊7A、 7B和7C保 證了三角板2與支撐底板6的間距；兩個(gè)定位銷8A、 8B保證了三角板2與支撐 底板6的XY向的相對(duì)位置，從而保證滾子12與凸輪11的對(duì)心精度。其精度可 以保證在幾十微米以內(nèi)。兩個(gè)定位銷8A、 8B還限制了對(duì)應(yīng)的等高塊在XY向上 位置的不可靠性；緊固螺釘9經(jīng)過等高塊7A，把支撐底板6和三角板2固聯(lián)在 一起，保證了三角板在Z向位置的可靠性。
圖6所示為本實(shí)用新型的工作臺(tái)與支撐底板間定位原理示意圖。如圖2和 圖6所示，等高塊19A、 19B、 19C用來定位工作臺(tái)1與支撐底板6的位置關(guān)系。 同樣的道理，用3個(gè)等高塊+ 2個(gè)定位銷+ 1個(gè)緊固螺釘來保證工作臺(tái)1與支撐 底板6的位置關(guān)系。使用該辦法，還避開了眾多的中間過渡件，定位精度可以 達(dá)到幾十微米以內(nèi)。不使用該定位裝置，工作臺(tái)1與支撐底板6在XY向的相 對(duì)位置誤差高達(dá)數(shù)亳米。初次裝調(diào)完成后，調(diào)整好測(cè)量機(jī)構(gòu)，再次拆卸工作臺(tái)1 等部分后再還原，使用該定位裝置，可以還原工作臺(tái)l與支撐底板6間的位置 關(guān)系，無需重新調(diào)整該測(cè)量機(jī)構(gòu)，從而大大提高工作效率。
雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本實(shí)用新型， 任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)， 當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定 者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1、一種垂向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，包括支撐底板；中間驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括三角板、三個(gè)導(dǎo)向簧片、三個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)，設(shè)置于所述支撐底板上；工作臺(tái)設(shè)置于所述三角板上；三個(gè)相同的測(cè)量機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述支撐底板上，且分別與所述三角板的三個(gè)邊部平行；其特征在于所述三角板和所述支撐底板之間設(shè)置有第一等高塊、第二等高塊、第三等高塊；第一定位銷、第二定位銷穿過所述三角板，并分別穿過所述第一等高塊、所述第二等高塊，固定于所述支撐底板；緊固螺釘，穿過所述三角板及第三等高塊，固定于所述支撐底板。
2、 如權(quán)利要求1所述的垂向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述三個(gè)導(dǎo)向簧片與 所述三角板的三個(gè)角部連接，所述三個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述支撐底板上，且分 別位于所述三角板的三個(gè)角部下。
3、 如權(quán)利要求1所述的垂向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述凸輪機(jī)構(gòu)包括 電機(jī)、滾子、凸輪，其中所述電機(jī)與所述滾子機(jī)械連接，所述滾子與所述凸輪 機(jī)械連接，當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)帶動(dòng)滾子旋轉(zhuǎn)，滾子靠摩擦驅(qū)動(dòng)凸輪旋轉(zhuǎn)。
4、 如權(quán)利要求2所述的垂向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述電機(jī)帶動(dòng)所述滾 子旋轉(zhuǎn)，所述滾子靠摩擦驅(qū)動(dòng)所述凸輪旋轉(zhuǎn)，所述凸輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)所述滾子在所 述導(dǎo)向簧片的導(dǎo)向作用下作Z向運(yùn)動(dòng)。
5、 如權(quán)利要求1所述的垂向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述測(cè)量機(jī)構(gòu)包括讀 頭、光柵尺及相關(guān)安裝件和轉(zhuǎn)接件，其中所述光柵尺部分與所述工作臺(tái)連接、 所述讀頭部分與所述支撐底板連接。
6、 如權(quán)利要求1所述的垂向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述凸輪機(jī)構(gòu)按正三 角形分布。
7、 如權(quán)利要求1所述的垂向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述測(cè)量機(jī)構(gòu)按正三 角形分布。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種便于精確定位的垂向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。該垂向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括支撐底板；中間驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括三角板、導(dǎo)向簧片、三個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)；工作臺(tái)；三個(gè)測(cè)量機(jī)構(gòu)；第一等高塊、第二等高塊、第三等高塊設(shè)置于所述三角板和所述支撐底板之間；第一定位銷、第二定位銷穿過所述三角板，并分別穿過所述第一等高塊、所述第二等高塊，固定于所述支撐底板；緊固螺釘，其穿過所述三角板及第三等高塊固定于所述支撐底板。該垂向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)保證滾子與凸輪的對(duì)心精度；使用該機(jī)構(gòu)來避開中間環(huán)節(jié)，直接保證工作臺(tái)和支撐底板的相對(duì)位置精度；此外在該垂向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)需要換件、調(diào)整、拆卸時(shí)能快捷的把幾個(gè)重要件的位置還原，保證重復(fù)精度，盡可能減少工作量。
文檔編號(hào)B25H1/00GK201287328SQ20082015402
公開日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2008年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月14日
發(fā)明者周清華 申請(qǐng)人:上海微電子裝備有限公司;上海微高精密機(jī)械工程有限公司