專利名稱：高精度兩維旋轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明應(yīng)用于高精度光學(xué)系統(tǒng)的裝調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，涉及 一種高精度兩維旋 轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
高精度兩維旋轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)在很多領(lǐng)域均可應(yīng)用，比如在精密零件、儀器 相互之間的對接，特別是在高精度的光學(xué)系統(tǒng)中有著很廣的應(yīng)用。隨著科學(xué) 的發(fā)展，對精度的要求也越來越高，現(xiàn)有的兩維旋轉(zhuǎn)調(diào)臺結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成 本高，而且存在調(diào)整、定位精度低，往復(fù)運(yùn)動中有空回，反應(yīng)滯后，運(yùn)動時 存在爬行等缺點(diǎn)，更重要的是現(xiàn)有的兩維旋轉(zhuǎn)調(diào)整臺很難將所需裝調(diào)的零部 件所要調(diào)整面與調(diào)整機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)中心重合，這樣在某方向旋轉(zhuǎn)時都會有阿貝 誤差存在，為消除阿貝誤差必須通過對其他自由度的調(diào)整進(jìn)行誤差的補(bǔ)償。 這樣給高精度的裝配和對接帶來了困難，致使研制工作效率低，研制成本高， 周期長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高精度兩維旋轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡單，制造成 本低，運(yùn)動無空回，無爬行，易于達(dá)到控制精度，無阿貝誤差。 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下
高精度兩維旋轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)，主要由底座、第一調(diào)整組件、第二調(diào)整組件、 第三調(diào)整組件和第四調(diào)整組件組成，底座整體呈圓環(huán)形，其上設(shè)有兩組彈性結(jié) 構(gòu)，第一組彈性結(jié)構(gòu)位于底座的頂面，第二組彈性結(jié)構(gòu)位于底座的底面，兩組 彈性結(jié)構(gòu)在底座上的位置相互垂直，第二調(diào)整組件和第四調(diào)整組件分別通過兩 個螺釘安裝在底座的第一組彈性結(jié)構(gòu)的側(cè)面上，第一調(diào)整組件和第三調(diào)整組件 分別通過兩個螺釘安裝在底座的第二組彈性結(jié)構(gòu)的側(cè)面上。
上述的第一調(diào)整組件、第二調(diào)整組件、第三調(diào)整組件、第四調(diào)整組件結(jié)構(gòu) 相同；上述的第一組彈性結(jié)構(gòu)主要由對稱分布于底座頂面的第一彈性結(jié)構(gòu)和第 二彈性結(jié)構(gòu)組成，所述的第二組彈性結(jié)構(gòu)主要由對稱分布于底座底面的第三彈 性結(jié)構(gòu)和第四彈性結(jié)構(gòu)組成，上述四個彈性結(jié)構(gòu)的底面均設(shè)有彈性片；上述的 第一調(diào)整組件、第二調(diào)整組件、第三調(diào)整組件和第四調(diào)整組件分別由一個頂塊 和一個調(diào)整手輪組成，所述頂塊為具有螺紋孔、第一光孔和第二光孔的金屬塊，上述四個調(diào)整組件分別通過兩個螺釘穿過第一光孔和第二光孔固定在底座彈性 結(jié)構(gòu)的側(cè)面上，所述調(diào)整手輪包括一螺桿，該螺桿安裝在頂塊的螺紋孔內(nèi)。
本發(fā)明的有益效果是結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低廉；因其對旋轉(zhuǎn)自由度的調(diào) 整是通過底座彈性結(jié)構(gòu)的彈性變形實(shí)現(xiàn)的，所以各旋裝方向的自由度相互獨(dú)立， 運(yùn)動無空回，無爬行，易于達(dá)到控制精度，最為突出的優(yōu)點(diǎn)是沒有阿貝誤差的 存在。


圖1為本發(fā)明高精度兩維旋轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明的底座結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明的調(diào)整手輪結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明的頂塊結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為利用本發(fā)明高精度兩維旋轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)支撐反射鏡的一個實(shí)施示意圖。 圖中1、底座，2、第一調(diào)整組件，3、第二調(diào)整組件，4、第三調(diào)整組件， 5、第四調(diào)整組件，6、螺釘，7、第一彈性結(jié)構(gòu)，8、第二彈性結(jié)構(gòu)，9、第三彈 性結(jié)構(gòu)，10、第四彈性結(jié)構(gòu)，11、彈性片，12、螺桿，13、螺紋孔，14、第一 光孔，15、第二光孔，16、被裝調(diào)零部件，17、高精度兩維旋轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)，18、 其他調(diào)整機(jī)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)地描述
如圖1所示，本發(fā)明的高精度兩維旋轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)主要由底座1和四個結(jié)構(gòu)
相同的調(diào)整組件組成，四個調(diào)整組件即第一調(diào)整組件2、第二調(diào)整組件3、第三 調(diào)整組件4和第四調(diào)整組件5，底座1的材料為韌性好的金屬，可根據(jù)實(shí)際情況 任意選擇， 一般可使用鈦合金，彈簧鋼等，底座1整體呈圓環(huán)形，其上設(shè)有兩 組彈性結(jié)構(gòu)，兩組彈性結(jié)構(gòu)與底座1一體加工形成，第一組彈性結(jié)構(gòu)位于底座1 的頂面，第二組彈性結(jié)構(gòu)位于底座1的底面，兩組彈性結(jié)構(gòu)在底座1上的位置 相互垂直，第二調(diào)整組件3和第四調(diào)整組件5分別通過兩個M4的螺釘6安裝在 底座1的第一組彈性結(jié)構(gòu)的側(cè)面上，第一調(diào)整組件2和第三調(diào)整組件4分別通 過兩個M4的螺釘6安裝在底座1的第二組彈性結(jié)構(gòu)的側(cè)面上。
如圖2所示，第一組彈性結(jié)構(gòu)主要由第一彈性結(jié)構(gòu)7和第二彈性結(jié)構(gòu)8組 成，第一彈性結(jié)構(gòu)7和第二彈性結(jié)構(gòu)8對稱分布于底座1的頂面；第二組彈性 結(jié)構(gòu)主要由第三彈性結(jié)構(gòu)9和第四彈性結(jié)構(gòu)10組成，第三彈性結(jié)構(gòu)9和第四彈性結(jié)構(gòu)IO對稱分布于底座1的底面，上述四個彈性結(jié)構(gòu)的底面均設(shè)有很薄的彈 性片ll，彈性片11與彈性結(jié)構(gòu)一體加工成型，彈性片11與彈性結(jié)構(gòu)的材料均 為韌性很好的金屬，可根據(jù)實(shí)際情況任意選擇， 一般可使用鈦合金，彈簧鋼等。
結(jié)合圖3和圖4所示，第一調(diào)整組件2、第二調(diào)整組件3、第三調(diào)整組件4 和第四調(diào)整組件5分別由一個頂塊和一個調(diào)整手輪組成，所述頂塊為具有螺紋 孔13、第一光孔14和第二光孔15的金屬塊，可以采用經(jīng)過淬火處理的45#鋼， 上述四個調(diào)整組件分別通過兩個M4的螺釘6穿過第一光孔14和第二光孔15 固定在底座1彈性結(jié)構(gòu)的側(cè)面上，所述調(diào)整手輪包括一螺桿12，該螺桿12安裝 在頂塊的螺紋孔13內(nèi)。調(diào)整手輪可換為電驅(qū)動的，根據(jù)所需調(diào)整的精度也可以 換為差動螺旋裝置，以提高調(diào)整精度。
被裝調(diào)零部件通過四個M6的螺釘與底座1的第一彈性結(jié)構(gòu)7、第二彈性結(jié) 構(gòu)8的上端面連接，為消除阿貝誤差應(yīng)該將被裝調(diào)零部件所需調(diào)整的旋轉(zhuǎn)面與 底座1的第一彈性結(jié)構(gòu)7、第二彈性結(jié)構(gòu)8的上端面重合。
本發(fā)明工作時，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)整手輪使底座1的兩組彈性結(jié)構(gòu)的彈性片11產(chǎn) 生變形，從而使底座1的兩組彈性結(jié)構(gòu)分別沿各自的旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動，進(jìn)而使被 裝調(diào)零部件所需調(diào)整的旋轉(zhuǎn)面與底座1的彈性結(jié)構(gòu)的端面共面，即消除阿貝誤 差。
如圖5所示，被裝調(diào)零部件16通過四個M6的螺釘與本發(fā)明高精度兩維旋 轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)17的底座1的一組彈性結(jié)構(gòu)的端面連接，高精度兩維旋轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu) 17通過四個M6的螺釘與其他調(diào)整機(jī)構(gòu)18連接。通過調(diào)節(jié)高精度兩維旋轉(zhuǎn)調(diào)整 機(jī)構(gòu)17的調(diào)整手輪，使被裝調(diào)零部件16的端面旋轉(zhuǎn)一定的角度，進(jìn)而使被裝 調(diào)零部件16做無阿貝誤差旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，從而達(dá)到了調(diào)整目的。
本發(fā)明利用底座1彈性結(jié)構(gòu)的彈性變形實(shí)現(xiàn)了無阿貝誤差的旋轉(zhuǎn)自由度調(diào) 整，是具有無爬行、復(fù)位精度高、響應(yīng)快、成本低、便于加工制造等優(yōu)點(diǎn)的高 精度兩維旋轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)。
權(quán)利要求
1、高精度兩維旋轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)，其特征在于，該調(diào)整機(jī)構(gòu)包括底座(1)、第一調(diào)整組件(2)、第二調(diào)整組件(3)、第三調(diào)整組件(4)和第四調(diào)整組件(5)，底座(1)整體呈圓環(huán)形，其上設(shè)有兩組彈性結(jié)構(gòu)，第一組彈性結(jié)構(gòu)位于底座(1)的頂面，第二組彈性結(jié)構(gòu)位于底座(1)的底面，兩組彈性結(jié)構(gòu)在底座(1)上的位置相互垂直，第二調(diào)整組件(3)和第四調(diào)整組件(5)分別通過兩個螺釘(6)安裝在底座(1)的第一組彈性結(jié)構(gòu)的側(cè)面上，第一調(diào)整組件(2)和第三調(diào)整組件(4)分別通過兩個螺釘(6)安裝在底座(1)的第二組彈性結(jié)構(gòu)的側(cè)面上。
2、 如權(quán)利要求l所述的高精度兩維旋轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的第 一調(diào)整組件(2)、第二調(diào)整組件(3)、第三調(diào)整組件(4)、第四調(diào)整組件(5) 結(jié)構(gòu)相同。
3、 如權(quán)利要求l所述的高精度兩維旋轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的第 一組彈性結(jié)構(gòu)主要由對稱分布于底座(1)頂面的第一彈性結(jié)構(gòu)(7)和第二彈 性結(jié)構(gòu)(8)組成，所述的第二組彈性結(jié)構(gòu)主要由對稱分布于底座(1)底面的 第三彈性結(jié)構(gòu)(9)和第四彈性結(jié)構(gòu)(10)組成，上述四個彈性結(jié)構(gòu)的底面均設(shè) 有彈性片(11)。
4、 如權(quán)利要求1或2所述的高精度兩維旋轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述 的第一調(diào)整組件(2)、第二調(diào)整組件(3)、第三調(diào)整組件(4)和第四調(diào)整組件(5)分別由一個頂塊和一個調(diào)整手輪組成，所述頂塊為具有螺紋孔(13)、第 一光孔(14)和第二光孔(15)的金屬塊，上述四個調(diào)整組件分別通過兩個螺 釘(6)穿過第一光孔(14)和第二光孔(15)固定在底座(1)彈性結(jié)構(gòu)的側(cè) 面上，所述調(diào)整手輪包括一螺桿(12)，該螺桿(12)安裝在頂塊的螺紋孔(13) 內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明的高精度兩維旋轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)應(yīng)用于高精度光學(xué)系統(tǒng)的裝調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，該調(diào)整機(jī)構(gòu)主要由底座、第一調(diào)整組件、第二調(diào)整組件、第三調(diào)整組件和第四調(diào)整組件組成，底座整體呈圓環(huán)形，其上設(shè)有兩組彈性結(jié)構(gòu)，第一組彈性結(jié)構(gòu)位于底座的頂面，第二組彈性結(jié)構(gòu)位于底座的底面，兩組彈性結(jié)構(gòu)在底座上的位置相互垂直，第二調(diào)整組件和第四調(diào)整組件分別通過兩個螺釘安裝在底座的第一組彈性結(jié)構(gòu)的側(cè)面上，第一調(diào)整組件和第三調(diào)整組件分別通過兩個螺釘安裝在底座的第二組彈性結(jié)構(gòu)的側(cè)面上。本發(fā)明的有益效果是結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低廉；運(yùn)動無空回，無爬行，易于達(dá)到控制精度，無阿貝誤差。
文檔編號G02B7/00GK101441327SQ200810187609
公開日2009年5月27日 申請日期2008年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月29日
發(fā)明者邵明東, 疆 郭 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所