專利名稱：多維調(diào)整平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種調(diào)整儀器位置的大型平臺設(shè)備，尤其涉及ー種多維調(diào)整平臺。
背景技術(shù)：
X射線吸收精細結(jié)構(gòu)譜(XAFS)是隨著同步輻射裝置的發(fā)展而成熟起來用途廣泛的實驗技術(shù)，是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)非常重要的方法之一。該技術(shù)的主要特點是能夠在固態(tài)、液態(tài)等多種條件下研究原子(或離子)的近鄰結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)，具有其它X射線分析技術(shù)(如晶體衍射和散射技木)無法替代的優(yōu)勢。例如，用XAFS研究單晶，可以獲得用晶體衍射方法所不能得到的和化學(xué)鍵有關(guān)的幾何與電子結(jié)構(gòu)信息，如氧化態(tài)、自旋態(tài)、共價鍵等。由于具有上述特點，XAFS分析技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于材料科學(xué)、生物、化學(xué)、環(huán)境和地質(zhì)學(xué)等諸多領(lǐng)域，并涵蓋從基礎(chǔ)研究到エ業(yè)應(yīng)用等各個方面。目前，XAFS光束線站是世界同步輻射裝置上涉及 學(xué)科面最廣，用戶最多的光束線站。聚焦光束是光束線的基本運行方式，在對XAFS光束線站的不同樣品的測試過程中，由于覆蓋的能量區(qū)間不同及需要的光斑存在大小差異，光學(xué)儀器需要經(jīng)常在聚焦和非聚焦模式之間進行切換。只要將準直鏡向下移出光路，同時適當調(diào)節(jié)單色器的高度(下降約17_)，就可以使光束線運行于非聚焦模式。為了便于光學(xué)儀器在聚焦與非聚焦模式之間的切換，電離室、Iytle探測器、固體探測器等實驗儀器都置于同一個實驗平臺上，通過對實驗平臺進行調(diào)整來調(diào)整平臺上的實驗儀器的高度和俯仰角，以便對光路進行準直。因此，需要提供一種多維調(diào)整平臺來滿足實驗需求，以便于對平臺上實驗儀器的空間位置進行多維調(diào)整，通常該調(diào)整需要涉及升降、平移及俯仰角度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種多維調(diào)整平臺，以實現(xiàn)對平臺上的實驗儀器的多維調(diào)整，該調(diào)整涉及垂直方向、水平方向和俯仰角度3個自由度的調(diào)整。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的一種多維調(diào)整平臺，其中，所述平臺包括臺面；三個呈三角形排列并連接在所述臺面下方、用于帶動所述臺面升降運動的升降傳動裝置；固定連接在所述三個升降傳動裝置下方的支撐底板；至少兩個連接在所述支撐底板下方、用于帶動所述臺面水平移動的平移裝置。前述一種多維調(diào)整平臺，所述升降傳動裝置包括電機、與所述電機的輸出軸固定連接的蝸桿，與所述蝸桿嚙合的蝸輪，與所述蝸輪固定連接的滾珠螺桿，以及套設(shè)在所述滾珠螺桿上的與其螺紋配合的承重螺母，所述承重螺母與臺面固定連接。進ー步地，所述升降傳動裝置還包括與所述電機相連的控制系統(tǒng)。進ー步地，所述平臺還包括用于容置所述升降傳動裝置的防護罩。
進ー步地，所述平臺還包括設(shè)置在所述防護罩內(nèi)、用于測量所述臺面的升降位移的光柵尺。進ー步地，所述防護罩的外表面上設(shè)置有限位開關(guān)。前述一種多維調(diào)整平臺，所述平移裝置包括支撐軌道，以及與所述支撐軌道滑動配合的滑動座，所述滑動座固定連接在所述支撐底板下方。進ー步地，所述平移裝置還 包括固定在所述支撐軌道兩端的鎖緊塊。前述一種多維調(diào)整平臺，所述平臺還包括固定連接在所述平移裝置下方的粗調(diào)裝置。進ー步地，所述粗調(diào)裝置包括通過螺栓連接的上、下兩層鋼板。前述一種多維調(diào)整平臺，所述平臺還包括連接在所述臺面與所述支撐底板之間的隨動裝置。進ー步地，所述隨動裝置包括與所述臺面法蘭連接的球接端；與所述球接端樞接的導(dǎo)桿；套裝在所述導(dǎo)桿上的導(dǎo)套；以及與所述導(dǎo)套固體連接的墊塊，其與所述支撐底板固定連接。進ー步地，所述導(dǎo)套為銅基軸承。前述一種多維調(diào)整平臺，所述臺面具有矩陣排列的螺紋孔。綜上所述，本發(fā)明的多維調(diào)整平臺通過三個三角形排列的升降傳動裝置可以實現(xiàn)豎直方向、水平方向和俯仰角度3個自由度的調(diào)整，從而調(diào)整平臺上的實驗儀器的高度和姿態(tài)，以滿足不同實驗的需求，而且該平臺還可以通過與電機相連的控制系統(tǒng)遠程控制，使操作更方便。同時，本發(fā)明采用的防護罩和限位開關(guān)的設(shè)計可以有效地防止意外傾斜和滑移發(fā)生，為平臺的穩(wěn)定性提供了有利的技術(shù)支持，可以確保平臺上的實驗儀器的安全。另夕卜，本發(fā)明的多維調(diào)整平臺使用范圍寬，可廣泛應(yīng)用于多種光學(xué)實驗儀器的高度和姿態(tài)調(diào)整，非常適合大型儀器，尤其適用于光源和探測器系統(tǒng)分離的大型儀器。


圖I是本發(fā)明多維調(diào)整平臺的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明多維調(diào)整平臺的臺面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明多維調(diào)整平臺的升降傳動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明多維調(diào)整平臺的隨動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明多維調(diào)整平臺的支撐底板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明多維調(diào)整平臺的平移裝置和粗調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面根據(jù)附圖，給出本發(fā)明的較佳實施例，并予以詳細描述，使能更好地理解本發(fā)明的功能、特點。如圖I所示，本發(fā)明提供一種多維調(diào)整平臺，該平臺包括臺面I、三個升降傳動裝置2、支撐底板3、兩個平移裝置4、兩個粗調(diào)裝置5和隨動裝置6。其中，三個升降傳動裝置2呈三角形排列地豎直連接在臺面I的下方，用于帶動臺面I作升降運動；支撐底板3固定連接在三個升降傳動裝置2的下方；兩個平移裝置4連接在支撐底板3的下方，用于帶動臺面I水平移動；兩個粗調(diào)裝置5分別固定連接在兩個平移裝置4的下方，用于粗略地調(diào)整臺面I的上下位置；隨動裝置6連接在臺面I與支撐底板3之間，其上端與臺面I通過法蘭孔連接，下端固定安裝在支撐底板3上。如圖2所示，臺面I具有矩陣排列的M6螺紋孔101，以便于不同實驗儀器的接駁。其中，臺面I的尺寸為1.2mX2· 4mXO. 25m，孔距為25mm，臺面I的承重為450kg。圖3示出了升降傳動裝置2的結(jié)構(gòu)，每個升降傳動裝置2均包括電機(未示出)、與電機的輸出軸固定連接的蝸桿201，與蝸桿201嚙合連接的蝸輪202，與蝸輪202固定連接的滾珠螺桿203，以及滾珠螺桿203上套設(shè)的與其螺紋配合的承重螺母204，承重螺母204與臺面I固定連接。 在工作過程中，由電機驅(qū)動蝸桿201轉(zhuǎn)動，蝸桿201帶動蝸輪202轉(zhuǎn)動，蝸輪202又帶動滾珠螺桿203轉(zhuǎn)動，滾珠螺桿203的轉(zhuǎn)動即可驅(qū)動承重螺母204沿滾珠螺桿203作升降運動，由于臺面I與承重螺母204固定連接，所以臺面I可以隨著承重螺母204作升降運動。其中，三個電機可以由同一個控制系統(tǒng)(例如計算機)控制，可以控制三個電機同時動作以帶動臺面I水平提升或降低；而在臺面I需要傾斜或需要校正傾斜時，又可以控制三個電機分開動作以實現(xiàn)單個升降傳動裝置2的升降運動。由于升降傳動裝置2的傳動方案采用了蝸輪蝸桿傳動，所以其帶有自鎖功能，并能夠?qū)崿F(xiàn)較大的傳動比，而且承載大。同時，升降傳動裝置2采用了滾珠螺桿203作為主動體、承重螺母204作為承重結(jié)構(gòu)，承重螺母204隨著滾珠螺桿203的轉(zhuǎn)動角度按照對應(yīng)規(guī)格的導(dǎo)程轉(zhuǎn)化成直線運動以實現(xiàn)沿滾珠螺桿203的升降運動。這樣的結(jié)構(gòu)有兩個優(yōu)點(I)由于細長的滾珠螺桿203只作旋轉(zhuǎn)運動不作升降運動，而讓相對較短的承重螺母204作升降動動，從而節(jié)約了行程空間，可以用較小的空間實現(xiàn)較大的行程；(2)以承重螺母204為承重結(jié)構(gòu)，不易產(chǎn)生變形，使升降傳動裝置2更加安全可靠。再次參閱附圖1，升降傳動裝置2容置在一防護罩205中，且在防護罩205的外壁上設(shè)有限位開關(guān)206，當臺面I運動到上限位或下限位時，限位開關(guān)206起作用，使得電機停止運行，從而使升降傳動裝置2停止工作，將臺面I保持在當前位置，從而有效地防止臺面I的運動超出限位，能徹底地保護平臺的安全。進ー步地，在防護罩205內(nèi)安裝有光柵尺(未示出)。光柵尺，也稱為光柵尺位移傳感器(或光柵尺傳感器)，是利用光柵的光學(xué)原理工作的位移測量反饋裝置，常應(yīng)用于閉環(huán)伺服系統(tǒng)中。光柵尺由標尺光柵和光柵讀數(shù)頭兩部分組成。標尺光柵一般固定在活動部件上，例如在防護罩205內(nèi)壁上設(shè)置的與承重螺母204同步上下運動的滑套(未示出);而光柵讀數(shù)頭安裝在固定部件上，例如防護罩205內(nèi)壁，并通過標尺光柵獲取活動部件的位置信息并將數(shù)據(jù)傳輸至控制系統(tǒng)(未示出)。本發(fā)明采用的光柵尺為直線光柵尺，用于檢測和反饋升降傳動裝置2的升降位置信息，從而實現(xiàn)對升降傳動裝置2運動的閉環(huán)控制。閉環(huán)控制需要通過多次循環(huán)的運動控制和測量反饋來完成，對于每一次的運動命令，首先由控制系統(tǒng)發(fā)出目標位置命令，電機接收命令后帶動升降傳動裝置2的承重螺母204作升降運動，光柵尺測量出承重螺母204實際運動到達的位置并將該實際位置信息反饋給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)接收到的實際位置與目標位置的差值再次發(fā)出運動命令，直到這個差值小于一個預(yù)先設(shè)定的允許值，本次命令執(zhí)行結(jié)束。從而實現(xiàn)了對升降傳動裝置2運動的精確控制，使其具有IOum的高精度。圖4示出了支撐底板3的結(jié)構(gòu)，其主要作用是方便升降傳動裝置2的安裝。其規(guī)格為2000mmX1200mmX130mm，采用了 IOOmmXlOOmm的方鋼和20mm厚的鐵板焊接而成，其表面通過機械磨削加工，保證了良好的平面精度，能滿足升降傳動裝置2的安裝要求。圖5示出了平移裝置4和粗調(diào)裝置5的結(jié)構(gòu)，其中平移裝置4包括支撐軌道401，以及與支撐軌道401滑動配合的兩個滑動座402 ;還包括固定在支撐軌道401兩端的鎖緊塊403，用以防止滑動座402的運動超出支撐軌道401的范圍。其中滑動座402與支撐底板3固定連接，以帶動支撐底板3沿支撐軌道401同步滑動，從而帶動臺面I沿支撐軌道401水平移動。兩個滑動座402之間的間距固定，支撐軌道401的長度為lm。粗調(diào)裝置5固定連接在支撐軌道401的下方，其包括上、下兩層鋼板501，兩層鋼板501之間通過外六方螺栓502固定連接。鋼板501經(jīng)過熱處理，其表面具有較大的硬度 以及良好的剛性和強度。鋼板501上有10個螺孔(未示出)，螺栓502與螺孔螺紋配合，以連接上下兩層鋼板501，通過調(diào)節(jié)螺栓502可以實現(xiàn)對臺面I的粗略調(diào)整，起到輔助定位平臺的作用。圖6示出了用于保護升降傳動裝置2的隨動裝置6的結(jié)構(gòu)，其包括與臺面I法蘭連接的球接端601 ;與球接端601樞接的導(dǎo)桿602 ;套裝在導(dǎo)桿602上的導(dǎo)套603 ;與導(dǎo)套603固體連接的墊塊604，其與支撐底板3固定連接。其中球接端601的轉(zhuǎn)動球徑為130mm，轉(zhuǎn)動范圍為±15°，意味著球接端601的轉(zhuǎn)動范圍超過15度時，球接端601和導(dǎo)桿602的連接處的阻力接近無窮大，變成抱死狀態(tài)，從而導(dǎo)致升降傳動裝置2無法作升降運動，能夠起到保護升降傳動裝置2的作用。同時，本發(fā)明采用的直徑IOOmm的導(dǎo)桿602經(jīng)過熱處理和表面處理后，有足夠的剛性和強度，當臺面I傾斜時，可以由導(dǎo)桿602承擔一部分壓力，起到了分擔剪切力的作用。由于導(dǎo)套603采用銅基軸承，能夠自潤滑，所以能承受較大的徑向力。以上所述的，僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用以限定本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的上述實施例還可以做出各種變化，例如電機驅(qū)動可以換成手輪驅(qū)動。即凡是依據(jù)本發(fā)明申請的權(quán)利要求書及說明書內(nèi)容所作的簡單、等效變化與修飾，皆落入本發(fā)明專利的權(quán)利要求保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種多維調(diào)整平臺，其特征在于，所述平臺包括 臺面； 三個呈三角形排列并連接在所述臺面下方、用于帶動所述臺面升降運動的升降傳動裝置； 固定連接在所述三個升降傳動裝置下方的支撐底板； 至少兩個連接在所述支撐底板下方、用于帶動所述臺面水平移動的平移裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多維調(diào)整平臺，其特征在于，所述升降傳動裝置包括電機、與所述電機的輸出軸固定連接的蝸桿，與所述蝸桿嚙合的蝸輪，與所述蝸輪固定連接的滾珠螺桿，以及套設(shè)在所述滾珠螺桿上的與其螺紋配合的承重螺母，所述承重螺母與臺面固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多維調(diào)整平臺，其特征在干，所述升降傳動裝置還包括與所述電機相連的控制系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的多維調(diào)整平臺，其特征在于，所述平臺還包括用于容置所述升降傳動裝置的防護罩。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多維調(diào)整平臺，其特征在于，所述平臺還包括設(shè)置在所述防護罩內(nèi)、用于測量所述臺面的升降位移的光柵尺。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多維調(diào)整平臺，其特征在于，所述防護罩的外表面上設(shè)置有限位開關(guān)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I、2或3所述的多維調(diào)整平臺，其特征在于，所述平移裝置包括支撐軌道，以及與所述支撐軌道滑動配合的滑動座，所述滑動座固定連接在所述支撐底板下方。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多維調(diào)整平臺，其特征在于，所述平移裝置還包括固定在所述支撐軌道兩端的鎖緊塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的多維調(diào)整平臺，其特征在于，所述平臺還包括固定連接在所述平移裝置下方的粗調(diào)裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多維調(diào)整平臺，其特征在于，所述粗調(diào)裝置包括通過螺栓連接的上、下兩層鋼板。
11.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的多維調(diào)整平臺，其特征在于，所述平臺還包括連接在所述臺面與所述支撐底板之間的隨動裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的多維調(diào)整平臺，其特征在于，所述隨動裝置包括 與所述臺面法蘭連接的球接端； 與所述球接端樞接的導(dǎo)桿； 套裝在所述導(dǎo)桿上的導(dǎo)套；以及 與所述導(dǎo)套固體連接的墊塊，其與所述支撐底板固定連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的多維調(diào)整平臺，其特征在于，所述導(dǎo)套為銅基軸承。
14.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的多維調(diào)整平臺，其特征在于，所述臺面具有矩陣排列的螺紋孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多維調(diào)整平臺。其中，所述平臺包括臺面；三個呈三角形排列的連接在所述臺面下方、用于帶動所述臺面作升降運動的升降傳動裝置；固定連接在所述三個升降傳動裝置下方的支撐底板；至少兩個連接在所述支撐底板下方、用于帶動所述臺面水平移動的平移裝置。本發(fā)明提供的多維調(diào)整平臺可以實現(xiàn)豎直方向、水平方向和俯仰角度的3個自由度的調(diào)整，從而可以調(diào)整平臺上的實驗儀器的高度和姿態(tài)，以滿足實驗需求。
文檔編號G01N23/06GK102706910SQ20121017458
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月30日
發(fā)明者姜政, 張碩, 李麗娜, 高倩, 魏向軍, 黃宇營 申請人:中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所