专利名称：机械修整装置及修整方法
技术领域：
本发明涉及一种在公差临界设计中利用修整以补偿机械公差的装置。
背景技术：
设计机械系统时，其构造通常使用不同材料的组件。原因可能是所用零部件的特殊要求，如硬度、损耗性、耐腐蚀性、表面粗糙度、透明度、颜色、电特性、熔点、成本等。在组合不同材料时，所用零部件通常具有不同的机械公差。这些公差包括尺寸公差或所用零部件的刚度公差。弹簧的刚度公差通常相当大，这也是导致机械系统中使用的弹簧需要针对特殊力的机械尺寸公差。在许多情况下，公差通过机械调整来改进。然而，如果所用零部件因调整而毁坏或是调整过程太昂贵，这并非总是可行的。一种更好的选择是不改变所用零部件的公差，并增加机械修整装置。公差临界结构的实例包括微定位设备、激光光束控制、显微镜聚焦(包括原子、光学和超声波)、半导体制造、微定位传感器、光谱学以及光具座。在微定位中，通常由以压电晶体堆形式存在的致动器来控制定位。压电晶体堆具有大约堆长度的0.1%的驱动范围。同时，堆还具有0.5%的长度公差。这导致了需要进行机械修整。一种简单的机械修整方法是采用普通的螺丝钉通过机械锚定穿过螺纹孔。标准的螺纹导程，甚至M2螺纹，可高达400 μ m/转。几乎不可能对这种螺丝钉进行几微米的修整。 一种对螺丝钉进行修整的改进方法是提供两种相反的螺纹，二者在斜度上有较小的不同。 美国专利1，532，702描述了这种方法；然而，这种方法的缺点在于其相对昂贵，要求螺纹表面粗糙度低，且需要空间。
发明内容
本发明的目的在于，提供设计简单、制造成本低且小尺寸的机械修整装置和方法。上述目的依照各独立权利要求提供的装置及方法来实现，而具体实施方式
体现在从属权利要求中。因此，本发明首先致力于减缓或者消除一个或多个上述现有技术中的单独的或结合的问题或者不足，并且提供如权利要求所述的装置和/或方法解决至少部分上述问题。本发明涉及一种用于修整机械体的厚度的装置和方法。通过这样的方式实现修整将螺钉旋过螺纹孔，该螺钉的一端挤压盘状部件或垫片的中心，该盘状部件或垫片变形为杠杆作用于相邻体。这将减小螺钉导程对由该杠杆支配的传输的影响，且相邻体的移动距离远短于螺钉的运动的距离。本发明实施方式提供一种机械修整装置，包括可调螺钉和具有至少一个螺纹穿孔的第一本体，所述螺纹穿孔围住所述可调螺钉；可移动的第二本体，可相对于所述第一本体移动，所述第二本体内具有空腔，其中，当所述第二本体靠在所述第一本体时，所述空腔容纳所述可调螺钉的近端；至少一个具有中心和外沿的盘状部件，置于所述第一本体和所述第二本体之间，其中所述空腔朝向所述盘状部件，空腔的边缘位于所述盘状部件的外沿内，以使所述盘状部件的外沿位于所述第一本体和第二本体之间；调整后，所述可调螺钉提升所述盘状部件的中心，在所述盘状部件作为杠杆运行期间，所述杠杆包括第一分布接触点和第二分布接触点，所述第一分布接触点与所述第二本体的所述空腔的边缘接触，所述第二分布接触点在所述盘状部件的外缘上并与所述第一本体的表面接触，其中，所述第一本体沿所述可调螺钉的轴向方向移动，该移动小于所述可调螺钉的运动。一些实施方式中，机械调整装置的盘状部件包括朝所述中心移动的狭缝。又一些实施方式中，盘状部件还可包括朝向所述中心的切片元件。所述盘状部件不仅可以为圆形，还可以是多边形。一些实施方式中，机械修整装置与机械温度补偿元件串联连接。另一些实施方式中，机械修整装置与致动器单元及机械温度补偿元件串联连接。另一方面，本发明还提供一种用于在与机械修整装置的表面相正交方向上进行修整的方法，该方法包括调整螺钉以提升盘状部件的中心，以使盘状部件作为杠杆运行，所述杠杆包括第一分布接触点和第二分布接触点，所述第一分布接触点与第二本体的空腔的边缘接触，所述第二分布接触点在所述盘状部件的空腔的外缘并与第一本体的表面接触，所述第一本体为可移动体，所述第二本体相对于所述第一本体移动。进一步地，该方法使用上述的机械修整装置，用于对压电晶体堆的冲程进行机械修整。优选地，该方法中，所述杠杆沿所述螺钉的轴向方向移动，该移动小于所述螺钉的运动。本发明的有益效果在于，通过将螺钉旋过螺纹孔，该螺钉的一端压挤盘状部件的中心，该盘状部件变形为杠杆作用于相邻体。这将减小螺钉导程对由该杠杆决定的传输的影响，为位置的修整提供了简便且经济的方式。
本发明的特点和优点将在下面描述的具体实施方式
中予以展示和表述，请参照附图，其中图1为一种实施例使用盘状部件的示意图；图2为图1所示盘状部件的详细视图；图3为一种实施例中温度补偿元件与机械修整装置相结合的示意图。
具体实施例方式下面通过具体实施方式
结合附图对本发明作进一步详细说明。本发明实施方式提供一种机械修整装置，包括可调螺钉和具有至少一个螺纹穿孔的第一本体，所述螺纹穿孔围住所述可调螺钉；可移动的第二本体，可相对于所述第一本体移动，所述第二本体内具有空腔，其中，当所述第二本体靠在所述第一本体时，所述空腔容纳所述可调螺钉的近端；至少一个具有中心和外沿的盘状部件，置于所述第一本体和所述第二本体之间，其中所述空腔朝向所述盘状部件，空腔的边缘位于所述盘状部件的外沿内，以使所述盘状部件的外沿位于所述第一本体和第二本体之间；调整后，所述可调螺钉提升所述盘状部件的中心，在所述盘状部件作为杠杆运行期间，所述杠杆包括第一分布接触点和第二分布接触点，所述第一分布接触点与所述第二本体的所述空腔的边缘接触，所述第二分布接触点在所述盘状部件的外缘上并与所述第一本体的表面接触，其中，所述第一本体沿所述可调螺钉的轴向方向移动，该移动小于所述可调螺钉的运动。通过使用这种装置，可以使用螺钉调整第二本体，所述可移动的第一本体与第二本体相关，如与第二本体的表面正交。旋转螺钉时，第二本体产生调整，该调整相对于螺钉的运动而言非常小，实施例中为微米级范围。使用上述装置进行的调整可垂直地或水平地进行，这取决于该装置放置的位置。在进行修整时，第一本体沿螺钉的轴向方向运动，其运动远小于螺钉的运动。修整完成时，如果反作用力通过第二本体使盘状部件保持在预应力位置，盘状部件将锁定调整螺钉；从而使得修整不被破坏。一些实施方式中，机械调整装置的盘状部件包括朝所述中心移动的狭缝。又一些实施方式中，盘状部件还可包括朝向所述中心的切片元件。所述盘状部件不仅可以为圆形， 还可以是多边形。然而，形状不限于这些形状，还可以是椭圆形或类似形状。在符合本文公开的原理下，盘状部件还可设计为多种方式。例如，盘状部件在其中心即狭缝交接处设有孔。盘状部件还可以是多个大的切片。盘状部件还可以设计为具有受螺钉压挤的实心中心，及向外移动的切片或臂状物。如图1所示，装置包括将盘状部件11安装在底盘10和可移动圆形体13之间。可以理解的是，实施例中，第一本体为底盘10，第二本体为可移动圆形体13。底盘10包括可调螺钉12，位于盘状部件11中心的下方。当可调螺钉12拧进底盘10时，垫片(即盘状部件)11的中心被提升。然后，如图2所示的切片22将向上弯曲。切片22由盘状部件11中的狭缝20形成。每个切片可视为杠杆，作用于靠在底盘10上的盘状部件11的外沿和箭头15落于可移动圆形体13上的半径范围。然后，螺钉的运动便可容易地降至小于50 μ m/每转。可移动圆形体13的下方设有空腔，用于容纳向上弯曲的盘状部件11。盘状部件11的这种弯曲也向螺钉12施加了锁模力，以免螺钉12误转动。密封元件14可集成到可调螺钉的顶部，用于从外部密封底盘10的内部。这对于存在爆炸风险的环境是有利的。本发明机械修整装置可以通过这样的方式实现修整将螺钉旋过螺纹孔，该螺钉的一端挤压盘状部件或垫片的中心，该盘状部件或垫片变形为杠杆作用于相邻体。这将减小螺钉导程对由该杠杆支配的传输的影响，且相邻体的移动距离远短于螺钉的运动的距离。这为获得用于通过微定位进行修整的装置提供了一种简便而经济节省的方法，如激光管束的控制，显微镜(原子、光学和超声波)聚焦、半导体制造、微定位传感器、光谱学以及光具座。实施例中，该装置不仅可用于机械调整压电晶体堆的冲程，还可用于其他类型的致动器单元。一些实施方式中，机械修整装置与机械温度补偿元件串联连接。如果需要的话，该装置的结构还提供有对周围温度改变的补偿，包括如，致动器单元的冲程，尤其是压电致动器的冲程。另一些实施方式中，机械修整装置与致动器单元串联连接，必要时，需要机械修整装置与致动器单元及机械温度补偿元件串联连接。图3所示实施例中，温度补偿元件30与修整装置串联。这里，温度补偿元件30取代了可移动圆形体13。本实施例中的零部件为圆形，然而，修整装置的几何形状不局限于此，还可以是多边形、椭圆形等。例如，压电晶体堆(即温度补偿元件)可以置于底盘10内且位于圆形体13上方， 用于对晶体堆的冲程提供机械修整。其他实施方式还可以包括需要进行极微小长度调整的情况，例如，其他类型的致动器单元。另一方面，本发明还提供一种用于在与机械修整装置的表面相正交方向上进行修整的方法，该方法包括调整螺钉以提升盘状部件的中心，以使盘状部件作为杠杆运行，所述杠杆包括第一分布接触点和第二分布接触点，所述第一分布接触点与第二本体的空腔的边缘接触，所述第二分布接触点在所述盘状部件的空腔的外缘并与第一本体的表面接触，所述第一本体为可移动体，所述第二本体相对于所述第一本体移动。进一步地，该方法使用上述的机械修整装置，用于对压电晶体堆的冲程进行机械修整。优选地，该方法中，所述杠杆沿所述螺钉的轴向方向移动，该移动小于所述螺钉的运动。以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种机械修整装置，其特征在于，包括可调螺钉和具有至少一个螺纹穿孔的第一本体，所述螺纹穿孔可旋转地部分包围所述可调螺钉；可移动的第二本体，可相对于所述第一本体移动，所述第二本体内具有空腔，其中，当所述第二本体接触所述第一本体时，所述空腔容纳所述可调螺钉的近端；至少一个具有中心和外沿的盘状部件，置于所述第一本体和所述第二本体之间，其中所述空腔朝向所述盘状部件，空腔的边缘位于所述盘状部件的外沿内，以使所述盘状部件的外沿位于所述第一本体和第二本体之间；调整后，所述可调螺钉提升所述盘状部件的中心，在所述盘状部件作为杠杆运行期间， 所述杠杆包括第一分布接触点和第二分布接触点，所述第一分布接触点与所述第二本体的所述空腔的边缘接触，所述第二分布接触点在所述盘状部件的所述外缘并与所述第一本体的表面接触，其中，所述第一本体沿所述可调螺钉的轴向方向移动，该移动小于所述可调螺钉的运动。
2.如权利要求1所述的机械修整装置，其特征在于，所述盘状部件包括朝所述中心移动的狭缝。
3.如权利要求1所述的机械修整装置，其特征在于，所述盘状部件包括朝向所述中心的切片元件。
4.如权利要求1-3任一项所述的机械修整装置，其特征在于，所述盘状部件为圆形。
5.如权利要求1-3任一项所述的机械修整装置，其特征在于，所述盘状部件为多边形。
6.如权利要求1-5任一项所述的机械修整装置，其特征在于，所述机械修整装置与机械温度补偿元件串联连接。
7.如权利要求1-6任一项所述的机械修整装置，其特征在于，包括致动器单元，用于与所述机械修整装置和机械温度补偿元件串联连接。
8.一种用于在与机械修整装置的表面相正交方向上进行修整的方法，其特征在于，所述方法包括调整螺钉以提升盘状部件的中心，以使所述盘状部件作为杠杆运行，所述杠杆包括第一分布接触点和第二分布接触点，所述第一分布接触点与第二本体的空腔的边缘接触，所述第二分布接触点在所述盘状部件的外缘并与第一本体的表面接触，所述第一本体为可移动体，所述第二本体相对于所述第一本体移动。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，包括使用如权利要求1-7任一项所述的机械修整装置，用于对压电晶体堆的冲程进行机械修整。
10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述杠杆沿所述螺钉的轴向方向移动， 该移动小于所述螺钉的运动。
全文摘要
本发明涉及一种修整机械体厚度的装置。其中，修整的实现方式为将螺钉旋过螺纹孔，该螺钉的一端压挤盘状部件的中心，该盘状部件变形为杠杆作用于相邻体。这将减小螺钉导程对由该杠杆决定的传输的影响。
文档编号G12B7/00GK102298975SQ20111012602
公开日2011年12月28日 申请日期2011年5月16日 优先权日2010年5月17日
发明者戈兰·西维斯 申请人:深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司