四維微調(diào)工作臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
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摘 要
在當(dāng)前的工程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中，激光發(fā)射器和各種光學(xué)器件的調(diào)節(jié)定位，都需要一種高精度的定位測(cè)量儀器。正是在這種需求下，產(chǎn)生了一系列精密定位測(cè)量儀器，本文設(shè)計(jì)了精密定位測(cè)量儀器四維微調(diào)工作臺(tái)。
本設(shè)計(jì)對(duì)四維微調(diào)工作臺(tái)的精密定位原理及結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行了研究。為了實(shí)現(xiàn)高精度的快速定位，在系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采用粗動(dòng)臺(tái)和微動(dòng)臺(tái)的組合結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制，達(dá)到了滿意的定位精度。四維微調(diào)工作臺(tái)是一種高精密定位工作臺(tái)，通過齒輪、齒條和螺旋的傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)X、Y、Z軸方向的調(diào)節(jié)，同時(shí)還可進(jìn)行水平轉(zhuǎn)角以及垂直仰角的調(diào)節(jié)。
實(shí)現(xiàn)X軸粗調(diào)范圍：0~25mm 分辨率：0.001mm Y軸調(diào)節(jié)范圍：±25mm分辨率：0.1mm Z軸調(diào)節(jié)范圍：0~22mm 轉(zhuǎn)角粗調(diào)范圍：0~360° 角度精細(xì)調(diào)節(jié)范圍：±5°的主要技術(shù)指標(biāo)。
關(guān)鍵詞：四維微調(diào)；調(diào)節(jié)定位；微調(diào)工作臺(tái)；測(cè)量儀器；定位工作臺(tái)。
ABSTRACT
This design studies the precision positioning principle and structure composition of 4D Micro motion stage. Which is a highly precision positioning instrument. It can realize three directions’ regulation, including X, Y and Z. by the motor driving of wheel gear, gear rack and threads. And it can also realize level angle and angle of elevation’s driving .It is mainly used in engineering experiment. As the poisoning control stent it is used to poisoning control of various optical instrument. This devise can be installed on a long guide way to measure a long distance. To realize highly precision poisoning’s fast location, in this design I adopt the way of coarse adjustment trimming combine together. After finish the design I know more about the device’s system constitution and work principle and most important what I designed can satisfy the require precision. Realize the task target requirement that the coarse adjustment coverage of X is 0~25mm, resolution rate is 0.001 mm , the coverage of Y is ±25mm, resolution rate is 0.1mm, the coverage of Z is 0~22mm , the coarse adjustment coverage of deflection angle is 0~360°, the trimming coverage is±5°
Key words: 4D Micro motion; poisoning control; Micro motion stage; Measuring instrument; location stage.
目 錄
摘要 I
Abstract II
第1章 緒論 1
1.1課題背景及研究意義 1
1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1
1.2.1微調(diào)工作臺(tái)的驅(qū)動(dòng)方式 1
1.2.2國外研究現(xiàn)狀 2
1.2.3我國的研究現(xiàn)狀 3
1.3微調(diào)精密定位工作臺(tái)的發(fā)展前景 3
1.4系統(tǒng)組成及工作原理 5
1.5本文的主要工作 6
第2章 四維微調(diào)工作臺(tái)的總體方案設(shè)計(jì) 7
2.1微調(diào)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及特點(diǎn) 7
2.1.1機(jī)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列要求 7
2.1.2四維微調(diào)工作臺(tái)的設(shè)計(jì)特點(diǎn) 7
2.2微調(diào)工作臺(tái)機(jī)體主要材料的選擇 7
2.3微調(diào)工作臺(tái)導(dǎo)軌設(shè)計(jì)形式的選擇 8
2.4四維微調(diào)工作臺(tái)的組成及工作原理 9
2.4.1 X方向粗調(diào)機(jī)構(gòu) 9
2.4.2X方向微調(diào)機(jī)構(gòu) 10
2.4.3 Y方向粗調(diào)機(jī)構(gòu) 10
2.4.4 Z方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 11
2.4.5水平轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 12
2.4.6垂直仰角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 12
2.5 本章小結(jié) 14
第3章 四維微調(diào)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15
3.1 微調(diào)工作臺(tái)的傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 15
3.1.1X軸方向粗調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15
3.1.2Y軸方向的粗調(diào)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 24
3.1.3Z軸方向的粗調(diào)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 24
3.1.4X軸方向微調(diào)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 26
3.1.5仰角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 31
3.2導(dǎo)軌的設(shè)計(jì) 32
3.2.1作用力方向和作用點(diǎn)位置對(duì)導(dǎo)軌工作的影響分析 32
3.2.2導(dǎo)軌主要尺寸的確定 34
3.2.3導(dǎo)軌的誤差分析 35
3.3彈簧的設(shè)計(jì) 35
3.3.1X軸方向微調(diào)機(jī)構(gòu)的彈簧設(shè)計(jì) 35
3.3.2繞Z軸旋轉(zhuǎn)微調(diào)機(jī)構(gòu)的彈簧設(shè)計(jì) 38
3.3.3仰角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的彈簧設(shè)計(jì) 39
3.4微調(diào)工作臺(tái)的支撐和基座設(shè)計(jì) 39
3.4.1支承的設(shè)計(jì) 39
3.4.2基座的設(shè)計(jì) 40
3.5本章小結(jié) 41
第4章 示數(shù)裝置的設(shè)計(jì) 42
4.1示數(shù)裝置設(shè)計(jì)要求 42
4.2示數(shù)裝置的分類 42
4.3X－Y軸方向粗調(diào)示數(shù)裝置的設(shè)計(jì) 42
4.3.1類型的選擇 42
4.3.2標(biāo)尺與指針的選擇 42
4.3.3分度尺寸的選擇 43
4.4X軸微調(diào)示數(shù)裝置的設(shè)計(jì) 43
4.4.1設(shè)計(jì)原理 43
4.4.2設(shè)計(jì)計(jì)算 43
4.5本章小結(jié) 44
結(jié)論 45
參考文獻(xiàn) 46
致謝 48
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