專利名稱：同軸定位夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種夾具結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種精密同軸定位夾具。
背景技術(shù)：
隨著MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems，微機(jī)電系統(tǒng))技術(shù)的發(fā)展以及精密器件的定位、裝配等方面的要求越來越高，而且很多同軸定位調(diào)整后的器件需要與調(diào)整系統(tǒng)脫離，進(jìn)行點膠或者焊接固定。為了滿足精密裝配和定位調(diào)整的要求，對模塊化的定位夾具提出了新的要求。其中，同軸度的調(diào)整和定位是重點和難點，因此設(shè)計定位夾具成為必然。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)定位夾具精度較低，而且很難實現(xiàn)平面內(nèi)任意位置的定位和調(diào)整，并很難實現(xiàn)與調(diào)整系統(tǒng)順利脫離。而柔性解耦梁的特點，為平面內(nèi)定位尤其是同軸調(diào)整定位的可行性帶來良好的開端。因此，針對上述技術(shù)問題，有必要提供一種新型結(jié)構(gòu)的同軸定位夾具，以滿足定位需求。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、精度高并且能夠進(jìn)行同軸定位調(diào)整后的器件固定，便于后序點膠或焊接工藝的的精密同軸定位夾具。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案一種同軸定位夾具，其包括夾具底座以及調(diào)整定位機(jī)構(gòu)，需同軸調(diào)整的器件外軸部分固定在夾具底座上，需同軸調(diào)整的器件內(nèi)軸部分與調(diào)整定位機(jī)構(gòu)連接，所述調(diào)整定位機(jī)構(gòu)包括柔性解耦梁結(jié)構(gòu)以及卡持在柔性解耦梁結(jié)構(gòu)上的楔形定位塊，所述楔形定位塊在外接機(jī)構(gòu)的推動下能運(yùn)動，所述楔形定位塊運(yùn)動帶動柔性解耦梁結(jié)構(gòu)運(yùn)動，所述柔性解耦梁結(jié)構(gòu)運(yùn)動帶動需同軸調(diào)整的器件內(nèi)軸部分運(yùn)動。優(yōu)選的，在上述同軸定位夾具中，所述柔性解耦梁結(jié)構(gòu)為“田”字型柔性解耦梁結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，在上述同軸定位夾具中，所述“田”字型柔性解耦梁結(jié)構(gòu)由12段柔性梁組成，所述12段柔性梁由位于相互垂直方向上的第一方向組柔性梁與第二方向組柔性梁組成，所述第一方向組柔性梁剛度小，所述第二方向組柔性梁的剛度比第一方向組柔性梁的剛度大。優(yōu)選的，在上述同軸定位夾具中，所述柔性解耦梁結(jié)構(gòu)設(shè)有相互垂直的用以定位楔形定位塊的第一定位槽與第二定位槽，所述第一定位槽與第二定位槽分別設(shè)于柔性解耦梁結(jié)構(gòu)的側(cè)邊緣。優(yōu)選的，在上述同軸定位夾具中，所述楔形定位塊包括卡持在第一定位槽內(nèi)的第一楔形定位塊以及卡持在第二定位槽內(nèi)的第二楔形定位塊。優(yōu)選的，在上述同軸定位夾具中，所述楔形定位塊設(shè)有斜面，所述斜面的升角小于
當(dāng)量摩擦角。
優(yōu)選的，在上述同軸定位夾具中，所述楔形定位塊與柔性解耦梁結(jié)構(gòu)之間是過盈配合，所述楔形定位塊運(yùn)動后利用柔性解耦梁結(jié)構(gòu)的彈性實現(xiàn)自鎖定位。優(yōu)選的，在上述同軸定位夾具中，還包括第一壓緊機(jī)構(gòu)、同軸器件外軸定位塊、第二壓緊機(jī)構(gòu)以及同軸器件內(nèi)軸定位塊，所述第一壓緊機(jī)構(gòu)、同軸器件外軸定位塊以及第二壓緊機(jī)構(gòu)固定在夾具底座上，所述同軸器件內(nèi)軸定位塊與柔性解耦梁結(jié)構(gòu)固定在一起，需同軸調(diào)整的器件內(nèi)軸部分與同軸器件內(nèi)軸定位塊固定在一起。從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例的同軸定位夾具采用柔性解 耦梁結(jié)構(gòu)與楔形定位塊的配合來調(diào)整器件同軸度，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、精度高并且能夠進(jìn)行同軸定位調(diào)整后的器件固定，便于后序點膠或焊接固定。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明同軸定位夾具的主視圖；圖2是本發(fā)明同軸定位夾具的俯視圖；圖3是本發(fā)明同軸定位夾具的“田”字型柔性解耦梁結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明同軸定位夾具的楔形塊的結(jié)構(gòu)示意圖。100、夾具底座 200、調(diào)整定位部分 300、斜面 1、第一壓緊機(jī)構(gòu) 2、同軸器件外軸定位塊 3、第一楔形定位塊 4、第二壓緊機(jī)構(gòu)5、“田”字型柔性解耦梁結(jié)構(gòu) 51 512、柔性梁 513、第一定位槽 514、第二定位槽6、第二楔形定位塊 7、同軸器件內(nèi)軸定位塊
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明公開了一種同軸定位夾具，該同軸定位夾具可用于在線調(diào)整，并可實現(xiàn)平面內(nèi)微米-納米級精密同軸調(diào)整后的定位。請參閱圖1及圖2所示，所述同軸定位夾具可用于在線調(diào)整同軸器件。所述同軸定位夾具包括夾具底座100和調(diào)整定位部分200。所述夾具底座100上可安裝需調(diào)整的器件外軸。所述調(diào)整定位部分200可以安裝需要調(diào)整的器件內(nèi)軸。所述調(diào)整定位部分200包括調(diào)整定位機(jī)構(gòu)。需同軸調(diào)整的器件內(nèi)軸部分在調(diào)整定位機(jī)構(gòu)帶動下可進(jìn)行平面內(nèi)精確調(diào)整、定位。如此設(shè)置，所述同軸定位夾具可實現(xiàn)平面內(nèi)微米_納米級精密同軸調(diào)整后的定位，所以該夾具可以廣泛應(yīng)用于有精密同軸定位要求的器件調(diào)整和緊固。請參閱圖1及圖2所示，所述同軸定位夾具還包括第一壓緊機(jī)構(gòu)1、同軸器件外軸定位塊2、第二壓緊機(jī)構(gòu)4以及同軸器件內(nèi)軸定位塊7。其中，所述第一壓緊機(jī)構(gòu)1、同軸器件外軸定位塊2以及第二壓緊機(jī)構(gòu)4固定在夾具底座100上，所述同軸器件內(nèi)軸定位塊7 與調(diào)整定位機(jī)構(gòu)固定在一起。請參閱圖1及圖2所示，所述第一壓緊機(jī)構(gòu)1與第二壓緊機(jī)構(gòu)4分別實現(xiàn)兩個待調(diào)整器件在上下方向上的定位，通過第一壓緊機(jī)構(gòu)1和第二壓緊機(jī)構(gòu)4將主體調(diào)整定位框架固定鎖緊。將需要同軸調(diào)整的器件外軸部分與第一同軸器件外軸定位塊2固定，將需要同軸調(diào)整的器件內(nèi)軸部分與同軸器件內(nèi)軸定位塊7固定，并且因為所述同軸器件內(nèi)軸定位塊 7與調(diào)整定位機(jī)構(gòu)固定在一起，所以需要同軸調(diào)整的器件被間接與調(diào)整定位機(jī)構(gòu)連接，利用調(diào)整結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)需要同軸調(diào)整的器件同軸度的調(diào)節(jié)。

請參閱圖1所示，所述調(diào)整定位機(jī)構(gòu)包括“田”字型柔性解耦梁結(jié)構(gòu)5和楔形定位塊。其中，所述“田”字型柔性解耦梁結(jié)構(gòu)5與同軸器件內(nèi)軸定位塊7固定在一起。所述 “田”字型柔性解耦梁結(jié)構(gòu)5在平面內(nèi)解耦，實現(xiàn)微納米定位精度。所述“田”字型柔性解耦梁結(jié)構(gòu)5上設(shè)有相互垂直的用以定位楔形定位塊的第一定位槽513與第二定位槽514。所述第一定位槽513與第二定位槽514分別設(shè)于“田”字型柔性解耦梁結(jié)構(gòu)5的側(cè)邊緣。請參閱圖3所示，所述“田”字型柔性解耦梁結(jié)構(gòu)5可實現(xiàn)平面內(nèi)的任意位置平移定位。所示“田”字型柔性解耦梁結(jié)構(gòu)5主要由12段柔性梁51 512組成。所述12段柔性梁由位于相互垂直方向上的第一方向組柔性梁與第二方向組柔性梁組成，所述第一方向組柔性梁剛度小，所述第二方向組柔性梁的剛度比第一方向組柔性梁的剛度大。其中，所述第一方向組柔性梁為柔性梁52、53、56、58、510、511。所述第二方向組柔性梁為柔性梁51、 54、55、57、59、512。所述“田”字型柔性解耦梁結(jié)構(gòu)5的工作原理是利用第一方向組柔性梁 52、53、56、58、510、511小剛度實現(xiàn)平移，而第二方向組柔性梁51、54、55、57、59、512剛度很大。本發(fā)明的特點是通過柔性梁在相互垂直方向上大的剛度比實現(xiàn)微納位移運(yùn)動的解耦， 進(jìn)而實現(xiàn)平面內(nèi)微米-納米級精密同軸調(diào)整后的定位，所以該同軸定位夾具結(jié)構(gòu)可以廣泛應(yīng)用于有精密同軸定位要求的器件調(diào)整和緊固。請參閱圖1及圖4所示，所述的調(diào)整定位部分包括兩個楔形定位塊，分別是第一楔形定位塊3與第二楔形定位塊6。其中，所述第一楔形定位塊3卡持在第一定位槽513內(nèi)， 所述第二楔形定位塊6卡持在第二定位槽514內(nèi)。所述第一楔形定位塊3與第二楔形定位塊6分別實現(xiàn)平面內(nèi)相互垂直方向的調(diào)整和調(diào)整后的緊固鎖緊。所述楔形定位塊上設(shè)有斜面300，所述斜面300的升角小于當(dāng)量摩擦角，如此設(shè)置，所述楔形定位塊的較大移動，可以實現(xiàn)精度的較小調(diào)節(jié)，調(diào)整精度高。本發(fā)明實施例的同軸定位夾具為了使定位調(diào)整后同軸器件的相對固定，所述的第一楔形定位塊3與第二楔形定位塊6分別實現(xiàn)平面內(nèi)相互垂直方向上的定位自鎖，結(jié)構(gòu)簡單，定位穩(wěn)定。所述第一楔形定位塊3和第二楔形定位塊6在外電機(jī)等驅(qū)動下可運(yùn)動，所述第一楔形定位塊3和第二楔形定位塊6的運(yùn)動推動“田”字型柔性解耦梁結(jié)構(gòu)5運(yùn)動，利用楔形定位塊的斜面300推動“田”字型柔性解耦梁結(jié)構(gòu)5運(yùn)動，所述第一楔形定位塊3和第二楔形定位塊6停止運(yùn)動后，利用“田”字型柔性解耦梁結(jié)構(gòu)5的彈力實現(xiàn)楔形定位塊的自鎖。所述第一楔形定位塊3與第二楔形定位塊6調(diào)整的原理是利用第一楔形定位塊 3與第二楔形定位塊6的斜面升角小于當(dāng)量摩擦角實現(xiàn)自鎖，同時在外界力驅(qū)動下可利用第一楔形定位塊3與第二楔形定位塊6斜面推動“田”字型柔性解耦梁結(jié)構(gòu)5運(yùn)動，當(dāng)達(dá)到同軸定位精度后，所述第一楔形定位塊3與第二楔形定位塊6停止運(yùn)動并實現(xiàn)自鎖定位。本發(fā)明實施例的同軸定位夾具結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、同軸定位精度高并且可以實現(xiàn)平面內(nèi)任意相對位置的調(diào)整后定位的特點，并且，同軸定位夾具可實現(xiàn)平面內(nèi)微米_納米級精密同軸調(diào)整后的定位，所述此種結(jié)構(gòu)的同軸定位夾具可以廣泛應(yīng)用于有精密同軸定位要求的器件調(diào)整和緊固。本發(fā)明實施例的同軸定位夾具采用柔性解耦梁結(jié)構(gòu)與楔形定位塊的配合來調(diào)整器件同軸度，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、精度高并且能夠進(jìn)行同軸定位調(diào)整后的器件固定，便于后序點膠或焊接固定。 本發(fā)明實施例的同軸定位夾具可適應(yīng)多種驅(qū)動方式的定位調(diào)整，只需外驅(qū)動系統(tǒng)推動第一楔形定位塊3與第二楔形定位塊6運(yùn)動即可。本發(fā)明實施例通過“田”字型柔性解耦梁結(jié)構(gòu)5在相互垂直方向上的剛度比實現(xiàn)微納位移運(yùn)動的解耦，進(jìn)而實現(xiàn)平面內(nèi)微米_納米級精密同軸調(diào)整后的定位。本發(fā)明實施例的同軸定位夾具為了使定位調(diào)整后同軸器件的相對固定，通過設(shè)置第一楔形定位塊3與第二楔形定位塊6分別實現(xiàn)平面內(nèi)相互垂直方向上的定位自鎖，結(jié)構(gòu)簡單，定位穩(wěn)定。本發(fā)明實施例的同軸定位夾具利用第一楔形定位塊3與第二楔形定位塊6的斜面升角小于當(dāng)量摩擦角實現(xiàn)自鎖，在外界力驅(qū)動下可利用第一楔形定位塊3與第二楔形定位塊6斜面推動“田，，字型柔性解耦梁結(jié)構(gòu)5運(yùn)動，當(dāng)達(dá)到同軸定位精度后，所述第一楔形定位塊3與第二楔形定位塊6停止運(yùn)動并實現(xiàn)自鎖定位，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、同軸定位精度高，可實現(xiàn)平面內(nèi)微米-納米級精密同軸調(diào)整后的定位。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種同軸定位夾具，其特征在于包括夾具底座(100)以及調(diào)整定位機(jī)構(gòu)，需同軸調(diào)整的器件外軸部分固定在夾具底座(100)上，需同軸調(diào)整的器件內(nèi)軸部分與調(diào)整定位機(jī)構(gòu)連接，所述調(diào)整定位機(jī)構(gòu)包括柔性解耦梁結(jié)構(gòu)以及卡持在柔性解耦梁結(jié)構(gòu)上的楔形定位塊，所述楔形定位塊在外接機(jī)構(gòu)的推動下能運(yùn)動，所述楔形定位塊運(yùn)動帶動柔性解耦梁結(jié)構(gòu)運(yùn)動，所述柔性解耦梁結(jié)構(gòu)運(yùn)動帶動需同軸調(diào)整的器件內(nèi)軸部分運(yùn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述同軸定位夾具，其特征在于所述柔性解耦梁結(jié)構(gòu)為“田”字型柔性解耦梁結(jié)構(gòu)(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述同軸定位夾具，其特征在于所述“田，，字型柔性解耦梁結(jié)構(gòu)5 由12段柔性梁(51 512)組成，所述12段柔性梁由位于相互垂直方向上的第一方向組柔性梁(52、53、56、58、510、511)與第二方向組柔性梁(51、54、55、57、59、512)組成，所述第一方向組柔性梁剛度小，所述第二方向組柔性梁的剛度比第一方向組柔性梁的剛度大。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述同軸定位夾具，其特征在于所述柔性解耦梁結(jié)構(gòu)設(shè)有相互垂直的用以定位楔形定位塊的第一定位槽(513)與第二定位槽(514)，所述第一定位槽(513) 與第二定位槽(514)分別設(shè)于柔性解耦梁結(jié)構(gòu)的側(cè)邊緣。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述同軸定位夾具，其特征在于所述楔形定位塊包括卡持在第一定位槽(513)內(nèi)的第一楔形定位塊(3)以及卡持在第二定位槽(514)內(nèi)的第二楔形定位塊 (6)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述同軸定位夾具，其特征在于所述楔形定位塊設(shè)有斜面(300)， 所述斜面(300)的升角小于當(dāng)量摩擦角。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述同軸定位夾具，其特征在于所述楔形定位塊與柔性解耦梁結(jié)構(gòu)之間是過盈配合，所述楔形定位塊運(yùn)動后利用柔性解耦梁結(jié)構(gòu)的彈性實現(xiàn)自鎖定位。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述同軸定位夾具，其特征在于還包括第一壓緊機(jī)構(gòu)(1)、同軸器件外軸定位塊(2)、第二壓緊機(jī)構(gòu)(4)以及同軸器件內(nèi)軸定位塊(7)，所述第一壓緊機(jī)構(gòu) (1)、同軸器件外軸定位塊(2)以及第二壓緊機(jī)構(gòu)(4)固定在夾具底座(100)上，所述同軸器件內(nèi)軸定位塊(7)與柔性解耦梁結(jié)構(gòu)固定在一起，需同軸調(diào)整的器件內(nèi)軸部分與同軸器件內(nèi)軸定位塊(7)固定在一起。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種同軸定位夾具，其包括夾具底座以及調(diào)整定位機(jī)構(gòu)，需同軸調(diào)整的器件外軸部分固定在夾具底座上，需同軸調(diào)整的器件內(nèi)軸部分與調(diào)整定位機(jī)構(gòu)固定，所述調(diào)整定位機(jī)構(gòu)包括柔性解耦梁結(jié)構(gòu)以及卡持在柔性解耦梁結(jié)構(gòu)上的楔形定位塊，所述楔形定位塊在外接機(jī)構(gòu)的推動下能運(yùn)動，所述楔形定位塊運(yùn)動帶動柔性解耦梁結(jié)構(gòu)運(yùn)動，所述柔性解耦梁結(jié)構(gòu)運(yùn)動帶動需同軸調(diào)整的器件內(nèi)軸部分運(yùn)動。本發(fā)明實施例的同軸定位夾具采用柔性解耦梁結(jié)構(gòu)與楔形定位塊的配合來調(diào)整器件同軸度，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、精度高并且能夠進(jìn)行同軸定位調(diào)整后的器件固定，便于后序點膠或焊接固定。
文檔編號B23K37/04GK102303292SQ201110243048
公開日2012年1月4日 申請日期2011年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月23日
發(fā)明者孫立寧, 李光輝, 汝長海, 潘明強(qiáng), 陳濤, 陳立國 申請人:蘇州大學(xué)