專利名稱：一種五自由度三維平動臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種為工程測量進(jìn)行物體位置調(diào)節(jié)的五自由度三維平動臺。
背景技術(shù)：
各種精密的儀器在機(jī)械加工、工程精密測量、光學(xué)光路調(diào)節(jié)等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。而被測量的物體各式各樣，大多情況只能調(diào)節(jié)被測物的高低，這就要求工作環(huán)境穩(wěn)定，支撐牢靠，不能經(jīng)常隨意搬動儀器。
如圖1所示，現(xiàn)有的升降臺，如螺旋升降臺，其升降臺面1′是通過內(nèi)螺紋桿2′來完成只能升降的簡單動作；又如充氣式升降臺，圖2所示，其升降臺面1″也是通過充氣泵2″充氣來完成只能升降的簡單動作。因此，現(xiàn)有的升降臺一般都不能滿足被調(diào)節(jié)的對象復(fù)雜的姿態(tài)調(diào)整，升降臺面自由度較少。另外，專用的夾具設(shè)計復(fù)雜，成本高昂，通用性差，不適合工程實(shí)際需要。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種通用性強(qiáng)，穩(wěn)定性好的多自由度調(diào)節(jié)平臺的三維平動臺，以方便測試者攜帶和操作。
本實(shí)用新型所提供的一種五自由度三維平動臺，其特征在于它包括由立式拖板、第二層拖板、第三層拖板、調(diào)節(jié)俯仰及轉(zhuǎn)動雙層板和底座依次連接構(gòu)成的六層五維調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，以及螺旋測微器和滑板，所述滑板設(shè)在立式拖板上，螺旋測微器的頭部嵌設(shè)該滑板頂部的槽中，其中由所述立式拖板、第二層拖板、第三層拖板構(gòu)成含平動一個自由度，所述調(diào)節(jié)俯仰及轉(zhuǎn)動雙層板含轉(zhuǎn)動和俯仰兩個自由度。
在上述的三維平動臺中，調(diào)節(jié)俯仰及轉(zhuǎn)動雙層板及底座之間均為一邊加有鋼珠，另一邊用彈簧拉緊，形成活動的連接。
在上述的三維平動臺中，還包括設(shè)置在所述調(diào)節(jié)俯仰及轉(zhuǎn)動雙層板上的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動螺釘。
在上述的三維平動臺中，在所述底板和調(diào)節(jié)俯仰及轉(zhuǎn)動雙層板之間設(shè)有彈簧和鋼珠，且在所述調(diào)節(jié)俯仰及轉(zhuǎn)動雙層板上設(shè)有轉(zhuǎn)動旋鈕。
在上述的三維平動臺中，螺旋測微器的頭部形成球頭結(jié)構(gòu)。
在上述的三維平動臺中，底座均布螺紋孔。
在上述的三維平動臺中，滑板通過鋼珠滾動摩擦軸承連接在立式拖板上。
由于采用了上述的技術(shù)解決方案，解決了工程中的復(fù)雜的定位、平移等實(shí)際問題，升降的精度高，方便測試者操作。本實(shí)用新型通用性強(qiáng)，便于攜帶，為工程應(yīng)用提供了一種成本低廉、穩(wěn)定性好的多自由度調(diào)節(jié)平臺，可廣泛應(yīng)用于精密測量中。


圖1是現(xiàn)有螺旋升降臺的示意圖；圖2是現(xiàn)有充氣式升降臺的示意圖；圖3是本實(shí)用新型三維臺面工作示意圖；圖4是本實(shí)用新型三維臺面工作側(cè)面示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖3～4所示，本實(shí)用新型它包括由立式拖板3、第二層拖板4、第三層拖板5、調(diào)節(jié)俯仰及轉(zhuǎn)動雙層板7和帶有螺紋群孔的底座12依次連接構(gòu)成的六層五維調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，以及形成球頭結(jié)構(gòu)的螺旋測微器1和滑板9，滑板9通過鋼珠滾動摩擦軸承連接在立式拖板3上，螺旋測微器1的頭部8嵌設(shè)該滑板9頂部的槽中，其中由所述立式拖板3、第二層拖板4、第三層拖板5構(gòu)成含平動一個自由度，所述調(diào)節(jié)俯仰及轉(zhuǎn)動雙層板7含轉(zhuǎn)動和俯仰兩個自由度。
在示意圖3中可以看出旋轉(zhuǎn)螺旋測微頭1，下面的球頭8嵌在滑板9的槽中，可以帶動滑板在滾珠軸承2上上下穩(wěn)定平移；同樣該套結(jié)構(gòu)按x、y、z三軸布置剛性固定，即第二層和第三層的結(jié)構(gòu)同第一層，合稱三維平動裝置，之間用螺釘固定立體連接見圖4。
如圖4所示；三維平動裝置、下面兩塊平板7及底座之間均為一邊加有鋼珠6，另一邊用彈簧10拉緊，形成活動的連接(見圖3，有部分彈簧被遮住未標(biāo)出)，擰動螺釘13，上面的板會繞鋼珠產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，即可以調(diào)節(jié)整個三維平動的xz面內(nèi)的角度；而在底板12和上面的板之間有彈簧和鋼珠，轉(zhuǎn)動旋鈕11，帶動整個臺面調(diào)節(jié)在xy面內(nèi)的角度，這樣就形成了五自由度(x、y、z的平動和xz面內(nèi)轉(zhuǎn)動及xy面內(nèi)轉(zhuǎn)動)三維調(diào)節(jié)平臺。
本實(shí)用新型具有下列特點(diǎn)1)獨(dú)特的螺旋測微器球頭結(jié)構(gòu)，使得滑板9可以精確的上下雙向移動，克服一般螺旋測微器只能持續(xù)朝一個方向移動的缺陷；2)底座均布M6螺紋孔(間距50mm)，可以將整個調(diào)節(jié)臺固定在防震臺上工作，還可以將被測物或需要提升的物體固定于升降臺面上；3)獨(dú)特的六層結(jié)構(gòu)(見圖4)使得調(diào)節(jié)的自由度達(dá)到五個(一至三層各含一個自由度-平動、第四和第五層含轉(zhuǎn)動和俯仰兩個自由度)，稱之為五維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；4)可以通過更換夾持機(jī)構(gòu)(固定在滑板9上)，方便的根據(jù)被測物形狀改變夾持方式。
5)特有的鋼珠滾動摩擦軸承2，摩擦力小，平行移動平穩(wěn)順暢。
以上諸實(shí)施例僅供說明本實(shí)用新型之用，而非對本實(shí)用新型的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變型，因此所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)該屬于本實(shí)用新型的范疇之內(nèi)，應(yīng)由各權(quán)利要求限定。而納入權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種五自由度三維平動臺，其特征在于它包括由立式拖板(3)、第二層拖板(4)、第三層拖板(5)、調(diào)節(jié)俯仰及轉(zhuǎn)動雙層板(7)和底座(12)依次連接構(gòu)成的六層五維調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，以及螺旋測微器(1)和滑板(9)，所述滑板(9)設(shè)在立式拖板(3)上，螺旋測微器(1)的頭部(8)嵌設(shè)該滑板(9)頂部的槽中，其中由所述立式拖板(3)、第二層拖板(4)、第三層拖板(5)構(gòu)成含平動一個自由度，所述調(diào)節(jié)俯仰及轉(zhuǎn)動雙層板(7)含轉(zhuǎn)動和俯仰兩個自由度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維平動臺，其特征在于所述調(diào)節(jié)俯仰及轉(zhuǎn)動雙層板(7)及底座(12)之間均為一邊加有鋼珠(6)，另一邊用彈簧(10)拉緊，形成活動的連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三維平動臺，其特征在于還包括設(shè)置在所述調(diào)節(jié)俯仰及轉(zhuǎn)動雙層板(7)上的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動螺釘(13)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維平動臺，其特征在于在所述底板(12)和調(diào)節(jié)俯仰及轉(zhuǎn)動雙層板(7)之間設(shè)有彈簧和鋼珠(6)，且在所述調(diào)節(jié)俯仰及轉(zhuǎn)動雙層板(7)上設(shè)有轉(zhuǎn)動旋鈕(11)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維平動臺，其特征在于所述螺旋測微器(1)的頭部形成球頭結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維平動臺，其特征在于所述底座(12)均布螺紋孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維平動臺，其特征在于所述滑板(9)通過鋼珠滾動摩擦軸承連接在立式拖板(3)上。
專利摘要一種五自由度三維平動臺，其特征在于它包括由立式拖板(3)、第二層拖板(4)、第三層拖板(5)、調(diào)節(jié)俯仰及轉(zhuǎn)動雙層板(7)和底座(12)依次連接構(gòu)成的六層五維調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，以及螺旋測微器(1)和滑板(9)，所述滑板(9)設(shè)在立式拖板(3)上，螺旋測微器(1)的頭部(8)嵌設(shè)該滑板9頂部的槽中，其中由所述立式拖板(3)、第二層拖板(4)、第三層拖板(5)構(gòu)成含平動一個自由度，所述調(diào)節(jié)俯仰及轉(zhuǎn)動雙層板(7)含轉(zhuǎn)動和俯仰兩個自由度。本實(shí)用新型解決了工程中的復(fù)雜的定位、平移等實(shí)際問題，升降的精度高，方便測試者操作。本實(shí)用新型通用性強(qiáng)，便于攜帶，為工程應(yīng)用提供了一種成本低廉、穩(wěn)定性好的多自由度調(diào)節(jié)平臺，可廣泛應(yīng)用于精密測量中。
文檔編號G01D11/00GK2881551SQ20062003971
公開日2007年3月21日 申請日期2006年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月24日
發(fā)明者陸鵬, 張熹, 吳君毅, 夏遠(yuǎn)富, 艾鋼, 曾憲友, 鄭長江 申請人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七一一研究所