一种采用柔性导向的XY两轴手动调节精密位移机构的制作方法

一种采用柔性导向的xy两轴手动调节精密位移机构
技术领域
1.本实用新型涉及导向，具体是一种采用柔性导向的xy两轴手动调节精密位移机构。


背景技术：

2.在光路调整中，通常使用xy两轴台来调整，对准光路；随着对光路集成尺寸，对准紧精度，调整后稳定性，以及调整便捷性不断提高，这就要求xy调整平台具备更小的空间尺寸，更高的调整精度，以及更便捷的操作性。现有调整机构：1)大都包含独立导向机构，这会导致空间尺寸变大，集成复杂，导向精度变低；2)采用并行柔性导向结构，这会产生轴间耦合，调节步骤复杂，拖累调整精度；3)采用xy两轴分级柔性导向机构，导向到位后采用顶丝，弹簧定位，缺少刚性定位手段，影响稳定精度。


技术实现要素：

3.为解决上述现有技术的缺陷，本实用新型提供一种采用柔性导向的xy两轴手动调节精密位移机构，本实用新型实现了更小尺寸空间，更少零部件集成，更便捷的调节步骤，更高的调整精度以及更高的到位稳定性能。
4.为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：一种采用柔性导向的xy两轴手动调节精密位移机构，包括调整板、过渡板、工件台，所述调整板开设有第一通孔，所述过渡板开设有第二通孔，所述过渡板嵌设在所述第一通孔内且连接有y调节件做y方向运动，所述工件台嵌设在所述第二通孔内且连接有x调节件做x方向运动；
5.所述过渡板与所述调整板之间连接有第一柔性铰链，所述工件台与所述过渡板之间连接有第二柔性铰链，所述第一柔性铰链的延伸方向与y轴垂直，所述第二柔性铰链的延伸方向与x轴垂直。
6.进一步地，所述第一柔性铰链的一端连接至所述第一通孔的x向侧壁，另一端连接至所述过渡板的y向侧壁，且所述第一柔性铰链与所述第一通孔的y向侧壁间形成有y向调节槽，所述第一柔性铰链与所述过渡板的y向侧壁间形成有y向间隙。
7.进一步地，所述第一柔性铰链的数量为4个，分布在所述第一通孔的4个角落。
8.进一步地，所述第二柔性铰链的一端连接至所述第一通孔的y向侧壁，另一端连接至所述过渡板的x向侧壁，且所述第二柔性铰链与所述第一通孔的x向侧壁间形成有x向调节槽，所述第二柔性铰链与所述过渡板的x向侧壁间形成有x向间隙。
9.进一步地，所述第二柔性铰链的数量为4个，分布在所述第二通孔的4个角落。
10.进一步地，所述x调节件包括x套筒、x丝杆，所述x丝杆螺纹连接于所述x套筒内，所述x套筒固定在所述过渡板的x安装孔内，所述x丝杆的手动调节部位于外部、抵接部接触于所述过渡板的x侧壁。
11.进一步地，还包括x弹簧，所述x弹簧一端固定于所述过渡板，另一端抵接于所述工件台的侧壁；所述x弹簧与所述x调节件分别位于所述过渡板沿x方向的两侧。
12.进一步地，所述y调节件包括y套筒、y丝杆，所述y丝杆螺纹连接于所述y套筒内，所述y套筒固定在所述调整板的y安装孔内，所述y丝杆的手动调节部位于外部、抵接部接触于所述过渡板的y侧壁。
13.进一步地，还包括y弹簧，所述y弹簧一端固定于所述调整板，另一端抵接于所述过渡板的侧壁；所述y弹簧与所述y调节件分别位于所述过渡板沿y方向的两侧。
14.综上所述，本实用新型取得了以下技术效果：
15.1、本实用新型实现了更小尺寸空间，更少零部件集成，更便捷的调节步骤，更高的调整精度以及更高的到位稳定性能；
16.2、xy两轴串联柔性导向装置分别在xy方向进行柔性导向，采用100pitch精密位移调节螺纹副调节位移，耦合高刚性弹簧进行结构预紧，调节到位后采用螺栓进行紧固；
附图说明
17.图1是本实用新型实施例提供的位移机构示意图；
18.图2是调整板、过渡板、工件台示意图；
19.图3是图2局部放大示意图；
20.图4是弹簧、调节件示意图。
具体实施方式
21.以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
22.本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
23.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
24.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
25.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特
征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
27.实施例：
28.一种采用柔性导向的xy两轴手动调节精密位移机构，可实现mm级位移调整，μm级调整精度，如图1所示，包括调整板1、过渡板2、工件台3，调整板1开设有第一通孔，过渡板2开设有第二通孔，过渡板2嵌设在第一通孔内且连接有y调节件5做y方向运动，工件台3嵌设在第二通孔内且连接有x调节件4做x方向运动；
29.过渡板2与调整板1之间连接有第一柔性铰链102，工件台3与过渡板2之间连接有第二柔性铰链202，第一柔性铰链102的延伸方向与y轴垂直，第二柔性铰链202的延伸方向与x轴垂直。第一柔性铰链102、第二柔性铰链202采用薄板，可以单独固定连接于过渡板 2、调整板1、工件台3，也可以与过渡板2、调整板1、工件台3一体成型式线切割加工，可以采用钢，铝，塑料等材料。
30.进一步地，如图2所示，结合图3，第一柔性铰链102的一端连接至第一通孔的x向侧壁即x1、x2侧壁，另一端连接至过渡板2的y向侧壁即y1、y2侧壁，且第一柔性铰链102 与第一通孔的y向侧壁间形成有y向调节槽，即在y1侧形成y1调节槽101，在y2侧形成 y2调节槽105(图2示出)，两个调节槽给y方向的运动提供空间，第一柔性铰链102与过渡板2的y向侧壁间形成有y向间隙103，结合图2，第一柔性铰链102的数量为4个，分布在第一通孔的4个角落，y向间隙103使得第一柔性铰链102为单独的结构，具备y方向运动的柔性，且在z方向、x方向为钢性，以此利用第一柔性铰链102提供y方向的导向，保证运动方向的精准。
31.相似的，如图2所示，第二柔性铰链202的一端连接至第一通孔的y向侧壁即y1、y2 侧壁，另一端连接至过渡板2的x向侧壁即x1、x2侧壁，且第二柔性铰链202与第一通孔的x向侧壁间形成有x向调节槽，即在x1侧形成x1调节槽201，在x2侧形成x2调节槽104，第二柔性铰链202与过渡板2的x向侧壁间形成有x向间隙203，第二柔性铰链202的数量为4个，分布在第二通孔的4个角落，x向间隙203使得第二柔性铰链202为单独的结构，具备x方向运动的柔性，且在z方向、y方向为钢性，以此利用第二柔性铰链202提供x方向的导向，保证运动方向的精准。
32.本实用新型采用第一柔性铰链102、第二柔性铰链202作为柔性导向，该种导向方式无摩擦，无回差，低发热，导向精度高，且渡板2、调整板1、工件台3串联分级调整架，一体加工，集成难度小，成本低。且，采用分级调控的方式，轴间耦合误差小，调整操作难度低。
33.如图4所示是x、y方向的调节示意图，x调节件4包括x套筒、x丝杆，x丝杆螺纹连接于x套筒内，结合图1，x套筒固定在过渡板2的x安装孔206内(图2示出)，x丝杆的手动调节部位于外部、抵接部接触于过渡板2的x侧壁。y调节件5包括y套筒、y丝杆，结合图1，y丝杆螺纹连接于y套筒内，y套筒固定在调整板1的y安装孔106内(图2示出)， y丝杆的手动调节部位于外部、抵接部接触于过渡板2的y侧壁。x调节件4、y调节件5均采用精密调节丝杆，调节x丝杆、y丝杆，y向柔性铰链以内的结构产生y方向运动，x向柔性铰链以内的结构产生x方向运动。
34.本实施例中采用高性能精密位移调整螺纹副，调节精度高。
35.还包括x弹簧6，如图2所示，高钢性的x弹簧6的顶丝一端固定于过渡板2，另一端抵
接于工件台3的侧壁；x弹簧6与x调节件4分别位于过渡板2沿x方向的两侧。还包括 y弹簧7，高钢性的y弹簧7的顶丝一端固定于调整板1，另一端抵接于过渡板2的侧壁；y 弹簧7与y调节件5分别位于过渡板2沿y方向的两侧。
36.弹簧一端与顶丝压接，顶丝可以通过与螺纹配合旋进或后退实现调整弹簧预紧。
37.本实施例中采用高刚性弹簧预紧，机械结构响应快，导向刚度高，调整过程中抗外界干扰能力强。
38.x弹簧6、y弹簧7利用弹簧预紧、复位，x调节件4、y调节件5可以调整弹簧预紧力，调整到位后x丝杆、y丝杆锁死。xy两轴调整到位后，精密位移调整螺纹副自锁定位，同时采用螺钉将工件台3固定在底座(未图示)上。
39.以上所述仅是对本实用新型的较佳实施方式而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。