一種高精度宏微組合驅(qū)動轉(zhuǎn)臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明創(chuàng)造屬于微動轉(zhuǎn)臺技術(shù)，主要涉及一種高精度的宏微組合驅(qū)動轉(zhuǎn)臺。
【背景技術(shù)】
[0002]高精度轉(zhuǎn)臺在現(xiàn)代尖端工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域占有極其重要的地位，廣泛應(yīng)用于微量進(jìn)給、光纖對接和精密、超精密加工等要求精細(xì)操作的領(lǐng)域。目前，高精度轉(zhuǎn)臺的微動驅(qū)動多采用壓電驅(qū)動器，壓電驅(qū)動器是近幾年發(fā)展起來的新型微位移器件，它以體積小、驅(qū)動力大、分辨率高、易于控制和輸出位移小等優(yōu)點(diǎn)作為驅(qū)動元件在精密機(jī)械當(dāng)中得到了廣泛的應(yīng)用。但是，目前高精度轉(zhuǎn)臺的宏動驅(qū)動多采用傳統(tǒng)的機(jī)械傳動裝置，結(jié)構(gòu)繁瑣，控制過程復(fù)雜，且定位精度低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明創(chuàng)造的目的就是針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，設(shè)計(jì)提供一種新結(jié)構(gòu)的高精度宏微組合驅(qū)動轉(zhuǎn)臺，通過采用壓電驅(qū)動器為微動驅(qū)動器，與采用形狀記憶聚合物驅(qū)動器為宏動驅(qū)動器的組合結(jié)構(gòu)，達(dá)到適應(yīng)粗極定位的宏動驅(qū)動、滿足精密定位的微動驅(qū)動，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺雙向轉(zhuǎn)動的目的。
[0004]本發(fā)明創(chuàng)造的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:在底座上從下至上依次配置宏動轉(zhuǎn)臺底座、宏動轉(zhuǎn)臺順轉(zhuǎn)帶輪、順轉(zhuǎn)宏動轉(zhuǎn)臺、宏動轉(zhuǎn)臺逆轉(zhuǎn)帶輪、逆轉(zhuǎn)宏動轉(zhuǎn)臺、微動轉(zhuǎn)臺底座、逆轉(zhuǎn)微動轉(zhuǎn)臺和載物臺，所述載物臺通過載物臺安裝螺栓固裝在逆轉(zhuǎn)微動轉(zhuǎn)臺上端面上，所述微動轉(zhuǎn)臺底座通過微動轉(zhuǎn)臺安裝螺栓固裝在逆轉(zhuǎn)宏動轉(zhuǎn)臺上端面上，所述逆轉(zhuǎn)宏動轉(zhuǎn)臺通過逆轉(zhuǎn)宏動轉(zhuǎn)臺安裝螺栓固裝在宏動轉(zhuǎn)臺逆轉(zhuǎn)帶輪上端面上，所述宏動轉(zhuǎn)臺逆轉(zhuǎn)帶輪通過與固裝在宏動轉(zhuǎn)臺底座內(nèi)的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動配合安裝在順轉(zhuǎn)宏動轉(zhuǎn)臺中心部位上，所述順轉(zhuǎn)宏動轉(zhuǎn)臺通過順轉(zhuǎn)宏動轉(zhuǎn)臺安裝螺栓固裝在宏動轉(zhuǎn)臺順轉(zhuǎn)帶輪上端面上，所述宏動轉(zhuǎn)臺順轉(zhuǎn)帶輪通過與轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動配合安裝在宏動轉(zhuǎn)臺底座內(nèi)，所述宏動轉(zhuǎn)臺底座通過宏動轉(zhuǎn)臺底座安裝螺栓固配在底座上；在微動轉(zhuǎn)臺底座內(nèi)部上通過四個順轉(zhuǎn)微動柔性機(jī)構(gòu)安裝順轉(zhuǎn)微動轉(zhuǎn)臺，所述逆轉(zhuǎn)微動轉(zhuǎn)臺通過四個逆轉(zhuǎn)微動柔性機(jī)構(gòu)安裝在順轉(zhuǎn)微動轉(zhuǎn)臺的內(nèi)部，逆轉(zhuǎn)壓電微動驅(qū)動器分別配置在順轉(zhuǎn)微動轉(zhuǎn)臺上相對設(shè)置的槽口內(nèi)，所述逆轉(zhuǎn)壓電微動驅(qū)動器的兩端分別與順轉(zhuǎn)微動轉(zhuǎn)臺和逆轉(zhuǎn)微動轉(zhuǎn)臺接觸配合，順轉(zhuǎn)壓電微動驅(qū)動器分別配置在微動轉(zhuǎn)臺底座上相對設(shè)置的槽口內(nèi)，所述順轉(zhuǎn)壓電微動驅(qū)動器的兩端分別與微動轉(zhuǎn)臺底座和順轉(zhuǎn)微動轉(zhuǎn)臺接觸配合；宏動轉(zhuǎn)臺逆轉(zhuǎn)帶套裝在宏動轉(zhuǎn)臺逆轉(zhuǎn)帶輪上，所述宏動轉(zhuǎn)臺逆轉(zhuǎn)帶的兩端分別通過兩個第一緊固件與在左、右側(cè)配置的形狀記憶聚合物逆轉(zhuǎn)宏動驅(qū)動器的一端連接，所述左、右側(cè)的形狀記憶聚合物逆轉(zhuǎn)宏動驅(qū)動器的另一端通過第二緊固件與順轉(zhuǎn)宏動轉(zhuǎn)臺連接，其中左側(cè)的形狀記憶聚合物逆轉(zhuǎn)宏動驅(qū)動器處于展開伸長的預(yù)變形狀態(tài)，右側(cè)的形狀記憶聚合物逆轉(zhuǎn)宏動驅(qū)動器處于折疊縮短的原始狀態(tài)；宏動轉(zhuǎn)臺順轉(zhuǎn)帶套配在宏動轉(zhuǎn)臺順轉(zhuǎn)帶輪上，所述宏動轉(zhuǎn)臺順轉(zhuǎn)帶的兩端分別通過兩個第三緊固件與在左、右側(cè)配置的形狀記憶聚合物順轉(zhuǎn)宏動驅(qū)動器的一端連接，所述左、右側(cè)的形狀記憶聚合物順轉(zhuǎn)宏動驅(qū)動器的另一端通過第四緊固件與宏動轉(zhuǎn)臺底座連接，其中左側(cè)的形狀記憶聚合物順轉(zhuǎn)宏動驅(qū)動器處于折疊縮短的原始狀態(tài)，右側(cè)的形狀記憶聚合物順轉(zhuǎn)宏動驅(qū)動器處于展開伸長的預(yù)變形狀態(tài)，至此構(gòu)成一種高精度宏微組合驅(qū)動轉(zhuǎn)臺。
[0005]本發(fā)明創(chuàng)造利用形狀記憶聚合物的形狀記憶特性，處于預(yù)變形狀態(tài)的形狀記憶聚合物被加熱到它的轉(zhuǎn)變溫度時，會展現(xiàn)出形狀記憶效應(yīng)，發(fā)生形狀回復(fù)。若形狀記憶聚合物的二端被約束，在溫度激勵下會產(chǎn)生很大的回復(fù)力，可用于驅(qū)動物體運(yùn)動。將形狀記憶聚合物應(yīng)用于轉(zhuǎn)臺的宏動驅(qū)動器設(shè)計(jì)，以形狀記憶效應(yīng)驅(qū)動代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械驅(qū)動方式，可簡化驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低控制過程的復(fù)雜性，具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、易于控制和定位精度高、使用可靠的特點(diǎn)，在工程中具有更廣泛的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0006]圖1是一種高精度宏微組合驅(qū)動轉(zhuǎn)臺總體配置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0007]圖2是微動轉(zhuǎn)臺底座裝配結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖3是宏動轉(zhuǎn)臺底座裝配結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖4是圖3中A-A向剖視圖。
[0010]圖中件號說明:
[0011]1、底座、2、宏動轉(zhuǎn)臺底座、3、宏動轉(zhuǎn)臺底座安裝螺栓、4、宏動轉(zhuǎn)臺順轉(zhuǎn)帶輪、5、轉(zhuǎn)軸、6、宏動轉(zhuǎn)臺順轉(zhuǎn)帶、7、第一緊固件、8、形狀記憶聚合物順轉(zhuǎn)宏動驅(qū)動器、9、第二緊固件、10、順轉(zhuǎn)宏動轉(zhuǎn)臺、11、順轉(zhuǎn)宏動轉(zhuǎn)臺安裝螺栓、12、宏動轉(zhuǎn)臺逆轉(zhuǎn)帶輪、13、宏動轉(zhuǎn)臺逆轉(zhuǎn)帶、14、形狀記憶聚合物逆轉(zhuǎn)宏動驅(qū)動器、15、逆轉(zhuǎn)宏動轉(zhuǎn)臺、16、逆轉(zhuǎn)宏動轉(zhuǎn)臺安裝螺栓、17、微動轉(zhuǎn)臺安裝螺栓、18、微動轉(zhuǎn)臺底座、19、順轉(zhuǎn)微動柔性機(jī)構(gòu)、20、順轉(zhuǎn)微動轉(zhuǎn)臺、21、順轉(zhuǎn)壓電微動驅(qū)動器、22、逆轉(zhuǎn)微動柔性機(jī)構(gòu)、23、逆轉(zhuǎn)微動轉(zhuǎn)臺、24、逆轉(zhuǎn)壓電微動驅(qū)動器、25、載物臺安裝螺栓、26、載物臺、27、第三緊固件、28、第四緊固件。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明創(chuàng)造實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述。一種高精度宏微組合驅(qū)動轉(zhuǎn)臺，在底座I上從下至上依次配置宏動轉(zhuǎn)臺底座2、宏動轉(zhuǎn)臺順轉(zhuǎn)帶輪4、順轉(zhuǎn)宏動轉(zhuǎn)臺10、宏動轉(zhuǎn)臺逆轉(zhuǎn)帶輪12、逆轉(zhuǎn)宏動轉(zhuǎn)臺15、微動轉(zhuǎn)臺底座18、逆轉(zhuǎn)微動轉(zhuǎn)臺23和載物臺26，所述載物臺26通過載物臺安裝螺栓25固裝在逆轉(zhuǎn)微動轉(zhuǎn)臺23上端面上，所述微動轉(zhuǎn)臺底座18通過微動轉(zhuǎn)臺安裝螺栓17固裝在逆轉(zhuǎn)宏動轉(zhuǎn)臺15上端面上，所述逆轉(zhuǎn)宏動轉(zhuǎn)臺15通過逆轉(zhuǎn)宏動轉(zhuǎn)臺安裝螺栓16固裝在宏動轉(zhuǎn)臺逆轉(zhuǎn)帶輪12上端面上，所述宏動轉(zhuǎn)臺逆轉(zhuǎn)帶輪12通過與固裝在宏動轉(zhuǎn)臺底座2內(nèi)的轉(zhuǎn)軸5轉(zhuǎn)動配合安裝在順轉(zhuǎn)宏動轉(zhuǎn)臺10中心部位上，所述順轉(zhuǎn)宏動轉(zhuǎn)臺10通過順轉(zhuǎn)宏動轉(zhuǎn)臺安裝螺栓11固裝在宏動轉(zhuǎn)臺順轉(zhuǎn)帶輪4上端面上，所述宏動轉(zhuǎn)臺順轉(zhuǎn)帶輪4通過與轉(zhuǎn)軸5轉(zhuǎn)動配合安裝在宏動轉(zhuǎn)臺底座2內(nèi)，所述宏動轉(zhuǎn)臺底座2通過宏動轉(zhuǎn)臺底座安裝螺栓3固配在底座I上；在微動轉(zhuǎn)臺底座18內(nèi)部上通過四個順轉(zhuǎn)微動柔性機(jī)構(gòu)19安裝順轉(zhuǎn)微動轉(zhuǎn)臺20，所述逆轉(zhuǎn)微動轉(zhuǎn)臺23通過四個逆轉(zhuǎn)微動柔性機(jī)構(gòu)22安裝在順轉(zhuǎn)微動轉(zhuǎn)臺20的內(nèi)部，逆轉(zhuǎn)壓電微動驅(qū)動器24分別配置在順轉(zhuǎn)微動轉(zhuǎn)臺20上相對設(shè)置的槽口內(nèi)，所述逆轉(zhuǎn)壓電微動驅(qū)動器24的兩端分別與順轉(zhuǎn)微動轉(zhuǎn)臺20和逆轉(zhuǎn)微動轉(zhuǎn)臺23接觸配合，順轉(zhuǎn)壓電微動驅(qū)動器21分別配置在微動轉(zhuǎn)臺底座18上相對設(shè)置的槽口內(nèi)，所述順轉(zhuǎn)壓電微動驅(qū)動器21的兩端分別與微動轉(zhuǎn)臺底座18和順轉(zhuǎn)微動轉(zhuǎn)臺20接觸配合；宏動轉(zhuǎn)臺逆轉(zhuǎn)帶13套裝在宏動轉(zhuǎn)臺逆轉(zhuǎn)帶輪12上，所述宏動轉(zhuǎn)臺逆轉(zhuǎn)帶13的兩端分別通過兩個第一緊固件7與在左、右側(cè)配置的形狀記憶聚合物逆轉(zhuǎn)宏動驅(qū)動器
14的一端連接，所述左、右側(cè)的形狀記憶聚合物逆轉(zhuǎn)宏動驅(qū)動器14的另一端通過第二緊固件9與順轉(zhuǎn)宏動轉(zhuǎn)臺10連接，其中左側(cè)的形狀記憶聚合物逆轉(zhuǎn)宏動驅(qū)動器14處于展開伸長的預(yù)變形狀態(tài)，右側(cè)的形狀記憶聚合物逆轉(zhuǎn)宏動驅(qū)動器14處于折疊縮短的原始狀態(tài)；宏動轉(zhuǎn)臺順轉(zhuǎn)帶6套配在宏動轉(zhuǎn)臺順轉(zhuǎn)帶輪4上，所述宏動轉(zhuǎn)臺順轉(zhuǎn)帶6的兩端分別通過兩個第三緊固件27與在左、右側(cè)配置的形狀記憶聚合物順轉(zhuǎn)宏動驅(qū)動器8的一端連接，所述左、右側(cè)的形狀記憶聚合物順轉(zhuǎn)宏動驅(qū)動器8的另一端通過第四緊固件28與宏動轉(zhuǎn)臺底座2連接，其中左側(cè)的形狀記憶聚合物順轉(zhuǎn)宏動驅(qū)動器8處于折疊縮短的原始狀態(tài)，右側(cè)的形狀記憶聚合物順轉(zhuǎn)宏動驅(qū)動器8處于展開伸長的預(yù)變形狀態(tài)。所述順轉(zhuǎn)微動柔性機(jī)構(gòu)19和逆轉(zhuǎn)微動柔性機(jī)構(gòu)22均采用直梁型柔性鉸鏈、或倒角型柔性鉸鏈、或圓弧型柔性鉸鏈、或橢圓型柔性鉸鏈。
[0013]實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺順轉(zhuǎn)微動驅(qū)動的過程:順轉(zhuǎn)壓電微動驅(qū)動器21通電產(chǎn)生伸長運(yùn)動，驅(qū)動順轉(zhuǎn)微動柔性機(jī)構(gòu)19發(fā)生彎曲變形，帶動順轉(zhuǎn)微動轉(zhuǎn)臺2