本发明涉及超精密检测技术领域，具体涉及一种超精密检测用平台。
背景技术：
在超精密检测技术领域中，对零件的尺寸和表面平整度进行检测时，通常将零件放置在滑台上，由动力驱动装置驱动滑动平台滑动，在滑动过程中，滑动平台带动零件经过非接触式传感器，从而实现对零件垂直于滑动平台上的尺寸和表面平整度的检测。因此，为了实现精确测量，被检测的物体在运动过程中，位置要尽可能地稳定。如果滑动平台在运动过程中，位置不稳定，上下跳动，运动轨迹的直线度或者平整度不好，滑动平台在竖直方向上的位移会通过零件传递给传感器，最终导致零件在测量的尺寸上有误差，影响测量的精确度。
通常导致上述问题出现的原因主要有两方面，一方面由于导轨与滑块之间存在运动间隙，导致滑块在沿导轨运动时，会在局部产生上下跳动；另一方面是由于动力驱动装置提供的驱动力是不稳定的，例如丝杠丝杆机构，电机驱动丝杆旋转，从而带动丝杠做直线运动，但是由于螺距的存在，在丝杆转动的每一圈中都是有波动的，从精密测量的角度来看，其实，传递到被测物体上是波浪型的运动，而不是直线型。由于上述两方面问题的存在，滑动平台在垂直于滑台方向上的位移导致了被检测物体在运动过程中位置不稳定，进而影响了传感器的测量结果出现误差。
技术实现要素：
为了克服由于动力驱动装置提供的驱动力存在上下波动而引起测量误差的问题，本发明提供一种超精密检测用平台，通过在固定平台和滑动平台之间设置弱传递机构，弱传递机构能够有效传递滑台运动方向上的驱动力，尽可能小或者避免传递非运动方向上的扰动，能够提高滑动平台的运动的稳定性，进而提高检测精度。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种超精密检测用平台，包括上下对应设置的固定平台和滑动平台，以及设置在两者之间的滑动机构，所述滑动机构包括滑轨和滑块，所述滑轨与固定平台刚性连接，所述滑块与滑动平台刚性连接，滑块沿滑轨滑动，其特征在于，所述固定平台和滑动平台之间还设置有弱传递机构，所述弱传递机构为滑动平台传递，动力驱动装置提供的运动方向的驱动力，并减少为滑动平台提供非运动方向的驱动力，以限制固定平台与滑动平台之间沿非运动方向的相对位移。
进一步地，所述弱传递机构包括直接传递机构和间接传到机构，动力驱动装置通过直接传递机构将驱动力传递给间接传递机构，间接传递机构带动滑动平台滑动。
进一步地，所述直接传递机构与固定平台和滑动平台之间均非接触设置，所述间接传递机构与滑动平台刚性连接，与固定平台之间留有间隔，直接传递机构和间接传递机构之间接触式设置或者非接触式设置。
进一步地，所述直接传递机构和间接传递机构均为环柱状磁体，间接传递机构设置在直接传递机构的内环之中，且与直接传递机构的内环之间留有间隙，在平行于滑动平台的方向上，直接传递机构和间接传递机构之间磁力相斥或相吸设置。
进一步地，所述直接传递机构和间接传递机构之间接触式设置，所述直接传递机构为弱连接机构，所述弱连接机构，沿滑动平台的运动方向，力的传递能力强，沿滑动平台的非运动方向，力的传递能力弱。
进一步地，所述弱连接机构为弱连接薄片，弱连接薄片沿滑动平台的运动方向，刚性强，沿滑动平台的非运动方向，刚性弱；弱连接薄片上设置有与间接传递机构相适应的孔，间接传递机构设置在孔中，并与弱连接薄片形成接触。
进一步地，所述弱连接机构为弱连接柱，弱连接柱沿滑动平台的运动方向，刚性强；沿滑动平台的非运动方向，刚性弱。
通过在固定平台和滑动平台之间设置弱传递机构，能够有效传递滑台运动方向上的作用力，尽可能小或者避免传递垂直于滑动平台方向的扰动，能够提高滑动平台的运动的稳定性，进而提高检测精度。
进一步地，所述固定平台和滑动平台之间还设置有预紧力机构，所述预紧力机构包括长滑条和短滑条，所述长滑条与固定平台刚性连接，并且与滑轨并行设置；所述短滑条与滑块刚性连接，短滑条设置在长滑条的正上方，并且短滑条和长滑条之间留有间隙；短滑条和长滑条之间有磁力。
通过在固定平台和滑动平台之间设置有预紧力机构，该预紧力机构能够在滑块沿滑轨滑动时，始终给予滑块一个预紧力，该预紧力能够“消除”滑轨与滑块之间的运动间隙，使得滑轨与滑块之间形成无间隙地接触式相对滑动，能够提高滑动精度，减少滑动平台非运动方向的跳动。
进一步地，所述固定平台和滑动平台之间还设置有至少一个电磁线圈，所述电磁线圈均与固定平台刚性连接，或者均与滑动平台刚性连接，当电磁线圈固定在固定平台上时，电磁线圈与滑动平台之间磁力相吸或相斥；当电磁线圈固定在滑动平台上时，电磁线圈与固定平台之间磁力相吸或相斥。
通过检测滑动平台在垂直于滑动平台方向上的跳动作为参考信号，以滑动平台在垂直于滑动平台方向上位移不变或者变化量最小作为控制量，施加在电磁线圈上，进而形成闭环控制，减少或避免滑动平台在垂直于滑动平台方向上的波动。通过这种电磁的主动加载方式，能够进一步保证滑动平台在运动方向上的稳定性。
进一步地，所述固定平台和滑动平台之间还设置有位移检测传感器，用于检测滑动平台与固定平台之间的相对位移。
通过检测滑动平台在运动方向上的位移，同时对应滑动平台在垂直于滑动平台方向上的位移，能够清楚的知道滑动平台在每一点上的垂直于滑动平台方向上的位移，通过后端的数据处理，将每点对应的垂直于滑动平台方向上的位移减去，则能够得到零件的真实尺寸。还能够根据滑动平台在每一点上的垂直于滑动平台方向上的位移，给电磁线圈施加对应的控制量，来尽可能的减小或者避免滑动平台在垂直于滑动平台方向的位移，从而保证精密测量的精确度。
进一步地，所述固定平台底部还均匀设置有减震垫，能够有效减少外界环境对系统精度的影响。
本发明的超精密检测用平台，能够有效减少或者避免滑动平台沿垂直于滑动平台方向上的跳动，进而提高滑动平台运动的稳定性，从而能够实现对被测零件的精确测量。
附图说明
图1为本发明的滑动平台的侧面结构示意图；
图2为本发明的滑动平台的正面结构示意图；
图3为实施例2中多个非接触式弱传递机构的设置示意图；
图4为实施例3中2个滑动平台相叠设置的结构示意图；
图5为实施例4的滑动平台的侧面结构示意图；
图6为实施例4的滑动平台的正面结构示意图；
上述图中：1-固定平台；2-滑动平台；3-滑轨；4-滑块；5-直接传递机构；6-间接传递机构；7-长滑条；8-短滑条；9-丝杠；10-丝杆；11-电磁线圈；12-电机；13-力传递装置。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了方便说明，在以下的实施例中，规定了x、y和z轴的方向如图中所示，即滑动平台2的滑动方向为x轴的方向，垂直于固定平台1和滑动平台2的方向为z轴的方向。
实施例1
本发明的超精密检测用平台包括上下对应设置的固定平台1和滑动平台2，以及设置在两者之间的滑动机构。其中，固定平台1为整个装置的支撑机构，需要在滑动平台2的滑动过程中保持不动，因此，固定平台1宜选用质量体大的刚性体，如金属或者大理石等。其中所述滑动机构包括滑轨3和滑块4，所述滑轨3与固定平台1刚性连接，所述滑块4与滑动平台2刚性连接，滑块4沿滑轨3滑动，在本实施例中，如图1所示，滑块4的顶面与滑动平台2的下侧面刚性连接。滑动机构至少设置1组，滑动机构的数量可根据实际需要具体设置，例如平台较大，则可以多设置几组，平台较小的，设置一组即可。在本实施例中，固定平台1和滑动平台2之间设置有两组滑动机构，分别对称设置在固定平台1的两个侧边内侧。
另外，所述固定平台1和滑动平台2之间还设置有弱传递机构，所述弱传递机构为滑动平台2传递动力驱动装置提供的运动方向的驱动力，并减少为滑动平台提供非运动方向的驱动力，以限制固定平台1与滑动平台2之间沿非运动方向的相对位移。
弱传递机构沿滑动平台2的运动方向，力的传递能力强，沿垂滑动平台2的非运动方向，力的传递能力弱。如图2所示，所述弱传递机构包括直接传递机构5和间接传递机构6，动力驱动装置通过直接传递机构5将驱动力传递给间接传递机构6，间接传递机构6带动滑动平台2滑动。所述直接传递机构5与固定平台1和滑动平台2之间均非接触设置，所述间接传递机构6与滑动平台2刚性连接，与固定平台1之间留有间隙，直接传递机构5和间接传递机构6之间非接触式设置。其中，动力驱动装置为滑动平台2的滑动提供驱动力，例如动力驱动装置可为电机。动力驱动装置与直接传递机构5相连，将驱动力传递给直接传递机构5，例如可通过丝杠丝杆结构与直接传递机构5相连，如图2所示，直接传递机构5的一端与丝杠9刚性连接，丝杠9与丝杆10螺纹连接，丝杆10与电机12的转轴刚性连接，转轴能够带动丝杆10旋转。如图1所示，间接传递机构6的上端面与滑动平台2刚性连接，间接传递机构6的下端面与固定平台1之间留有间隙。所述直接传递机构5与固定平台1和滑动平台2之间均非接触设置，是指直接传递机构5与固定平台1和滑动平台2之间均留有间隙，能够满足固定平台1和滑动平台2不阻止直接传递机构5在两者之间滑动。
在本实施例中，弱传递机构只设置一组，如图2所示，直接传递机构5和间接传递机构6均为环柱状磁体，在本申请中，环柱状可以为环形柱状结构也可以为环状多边形结构，间接传递机构6设置在直接传递机构5的内环之中，且与直接传递机构的内环之间留有间隙，在平行于滑动平台2的方向上，直接传递机构5和间接传递机构6之间磁力相斥设置，即在直接传递机构5这个环形柱状磁体内，向内为s极，向外为n极，则在间接传递机构6这个环柱状磁体内，向内为n极，向外为s极；反之亦然。而且，直接传递机构5和间接传递机构6均可设置成永磁体或者电磁体，只要极性满足相斥即可。
当然也可以设置直接传递机构5和间接传递机构6之间磁力相吸设置，因为是环柱状磁体，间接传递机构6所受的作用力是对称的，相吸同样能够保证间接传递机构6位于直接传递机构5的中间位置，保证两者之间力的传递。
动力驱动装置直接和直接传递机构5相连，所以会将x轴方向上的驱动力以及z轴方向上的扰动同时传递给直接传递机构5，而直接传递机构5和间接传递机构6之间磁力相斥设置，由于磁力的作用，间接传递机构6会带动滑动平台2沿滑轨3滑动，但是由于磁力只存在于垂直于z轴的方向上，因此直接传递机构5只会推动间接传递机构6和滑动平台2沿x轴方向做直线运动，但是不会传递z轴方向上的波动，从而保证滑动平台2只沿x轴方向，不会上下波动，保证了对滑动平台2上零件的精确测量。
进一步地，所述固定平台1和滑动平台2之间还设置有预紧力机构，所述预紧力机构包括长滑条7和短滑条8，所述长滑条7与固定平台1刚性连接，并且与滑轨3并行设置；所述短滑条8与滑块4刚性连接，短滑条8设置在长滑条7的正上方，并且短滑条8和长滑条7之间留有间隙；短滑条8和长滑条7之间有磁力。如图2所示，短滑条8的侧面与滑块4的侧面刚性连接。
在本实施例中，短滑条8的材质为永磁体，长滑条7的材质为铁磁材料。由于短滑条8和长滑条7之间相吸，如图1所示，滑块4在沿滑轨3运动时，与滑块4刚性连接的短滑条8一直给滑块4一个向内向下的预紧力，该预紧力能够“消除”滑轨3与滑块4之间的运动间隙，使得滑轨3与滑块4之间形成无间隙地接触式相对滑动，能够提高滑动精度和稳定性，减少沿z轴方向的跳动。
另外，预紧力机构的数量以及设置的位置，可以根据需要具体设置，但是要注意当预紧力机构设置成偶数时，预紧力机构应对称设置。
进一步地，所述固定平台1和滑动平台2之间还设置有4个电磁线圈11，如图2所示，4个电磁线圈11均匀分布在固定平台1和滑动平台2之间，位于两条滑轨3的内侧。所述电磁线圈11均与固定平台1刚性连接，并且电磁线圈11与滑动平台2之间磁力相吸，具体设置为，滑动平台2的材质为铁磁材料。
通过检测滑动平台2在z轴方向上的跳动作为参考信号，以滑动平台2在z轴方向上位移不变或者变化量最小作为控制量，施加在电磁线圈11上，进而形成闭环控制，减少或避免滑动平台2在z轴方向上的波动。通过这种电磁的主动加载方式，能够进一步保证滑动平台2在z轴方向上的稳定性。
另外，还可以设置电磁线圈11与滑动平台2之间磁力相斥，具体设置为，滑动平台2的材质为永磁体。
进一步地，所述固定平台1和滑动平台2之间还设置有位移传感器，所述位移传感器用于检测滑动平台2沿运动方向上的位移。
该位移传感器优选为光栅位移传感器，通过检测滑动平台2在x轴方向的位移，同时对应滑动平台2在z轴方向上的位移，能够清楚的知道滑动平台2在每一点上的z轴方向上的位移，通过后端的数据处理，将每点对应的z轴方向上的位移减去，则能够得到零件的真实尺寸。还能够根据滑动平台2在每一点上的z轴方向上的位移，给电磁线圈11施加对应的控制量，来尽可能的减小或者避免滑动平台2在x轴方向的位移，从而保证精密测量的精确度。
进一步地，所述固定平台1底部还均匀设置有减震垫，能够有效减少外界环境对系统精度的影响。
实施例2
实施例2与实施例1的不同之处在于，在实施例2中，弱传递机构设置有四组，四组所述弱传递机构中的直接传递机构5通过同一个力传递装置驱动，四组弱传递机构对称设置在两组滑动机构之间，如图3所示，在本实施例中，力传递装置为一块平板，该平板的一侧通过丝杠丝杆机构与电机12连接，另外，平板也分别与四组弱传递机构中的直接传递机构5刚性连接。通过设置多组弱传递机构，并设置弱传递机构在适当的位置，为滑动平台2提供均匀的推动力，能够进一步提高滑动平台2运动的稳定性。
实施例3
实施例3与实施例1的不同之处在于，在实施例3中，如果设定实施例1中的平台为一维平台，那么在实施例3中的平台为两维平台，包括两组实施例1中的平台，两组平台相叠设置，如图4所示，下侧的平台中的滑动平台2为上侧平台中的固定平台1，上侧平台的滑轨3和下侧平台的滑轨3垂直设置。
实施例4
实施例4与实施例1的不同之处在于，在实施例3中，直接传递机构5和间接传递机构6之间为接触式设置，直接传递机为弱连接机构，其中，弱连接机构，在沿滑动平台2的运动方向，力的传递能力强，沿滑动平台2方向的非运动方向，力的传递能力弱。
在本实施例中，弱连接机构为一层弱连接薄片，弱连接薄片的厚度为毫米以下级别，可根据滑动平台2以及其上的被检测物体的总质量具体设置，如果质量小，则设置弱连接薄片薄一些，如果质量大，则设置弱连接薄片厚一些，或者设置成若干弱连接薄片叠加的形式。该弱连接薄片，在沿滑动平台2的运动方向，刚性强，沿滑动平台2的非运动方向，刚性弱。弱连接薄片上设置有与间接传递机构6相适应的孔，间接传递机构6设置在孔中，与弱连接薄片形成接触。
弱连接薄片由于在沿滑动平台2的运动方向上刚性强，沿滑动平台2的非运动方向上刚性弱，因此，在沿滑动平台2的运动方向上，力的传递能力强，能够传递沿滑动平台2运动方向上的驱动力，而沿滑动平台2的非运动方向上，力的传递能力弱，因此，能够尽可能小的或者避免传递z轴方向上的扰动，使滑动平台2尽可能只沿运动方向运动，从而尽可能地实现对滑动平台2上零件的精确测量。
在本实施例中，弱连接薄片可为片状物或网状物。这种片状的弱连接机构可通过调节弱连接薄片的厚度或者层数，来调节其沿滑动平台非运动方向上的传递能力，可根据实际需要具体设置。
实施例5
实施例5与实施例4的不同之处在于，在实施例4中，弱连接机构为弱连接柱，该弱连接柱，在沿滑动平台2的运动方向上刚性强，沿滑动平台2的运动方向上刚性弱。在本实施例中，弱连接柱的一端与丝杠9刚性连接，弱连接柱的另一端设置一个连接环，连接环套在间接传递机构6的外侧，与间接传递机构6形成接触。由于弱连接柱在轴向上的刚性强，力的传递能力强，而在径向上的刚性弱，力的传递能力弱，因此也可实现在滑动平台2运动方向上的力的传递，尽可能小或者避免在滑动平台2非运动方向上的力的传递。
在本实施例中，弱连接柱可为钢丝、绳带等丝线，这种柱状的弱连接机构有个优点，通过调节弱连接柱的长度，来调节其沿滑动平台非运动方向上的传递能力，可根据实际需要具体设置。
实施例6
实施例6与实施例1的不同之处在于，在实施例6中，短滑条8的材质为铁磁材料，长滑条7的材质为永磁体，也就是长滑条7与短滑条8的材质互换。当然还可以设置短滑条8为电磁体，长滑条7的材质为铁磁材料，或者设置短滑条8的材质为铁磁材料，长滑条7为电磁体，或者设置长滑条7与短滑条8均为电磁体，只要两者能够产生吸力即可。
实施例7
实施例7与实施例1的不同之处在于，在实施例7中，长滑条7和短滑条8之间磁性相斥，短滑条8和长滑条7均为永磁体。例如，设置短滑块4沿z轴正向为n极，沿z轴负向为s极，则设置长滑块4沿z轴正向为s极，沿z轴负向为n极。滑块4在沿滑轨3运动时，与滑块4刚性连接的短滑条8一直给滑块4一个向外向上的预紧力，该预紧力能够“消除”滑轨3与滑块4之间的运动间隙，使得滑轨3与滑块4之间形成无间隙地接触式相对滑动，能够提高滑动精度，减少沿z轴方向的跳动。
实施例8
实施例8与实施例1的不同之处在于，在实施例8中，所述电磁线圈11均与滑动平台2刚性连接，并且电磁线圈11与固定平台1之间磁力相吸，具体设置为，滑动平台2的上表面涂有铁磁材料层或者永磁材料。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。