一种手动多维精定位装置的制作方法

本发明涉及定位装置技术领域，尤其涉及一种手动多维精定位装置。

背景技术：

手动微调精定位装置被广泛地应用于光学检测、精密加工、微型装配、半导体光刻等设备中。在光学检测设备中，手动微调精定位装置需要搭载各种光学元件和检测仪器，以进行高精密度的测量或检验作业，随着工业生产对光学检测设备的精密度以及检测效率的要求越来越高，市场对手动微调精定位装置的精密度、稳定性以及可调整的维度的要求也越来越高。

现有技术中，手动多维精定位装置通常采用的结构是x轴平动、y轴平动和绕z轴转动串联，如公告号为cn204868798u的实用新型专利公开了一种多维的工作台，其包括可使外围设备朝向x轴或y轴方向移动的xy轴工作台、可使外围设备朝向z轴方向移动的z轴工作台以及可使外围设备作曲线移动的圆形工作台；z轴工作台设置在xy轴工作台的台面上，圆形工作台设置在z轴工作台的台面上。此实用新型专利公开的多维工作平台结构复杂、模块化程度低，在其生产过程中组装、制造的工艺也会相对复杂，导致生产成本较高，且其使用场景较为单一，无法很好的在倾斜、垂直甚至倒置的复杂场景下应用。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提出一种高精密度、结构简单、模块化程度高且稳定性高的手动多维精定位装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种手动多维精定位装置，包括三个的依次连接的平面微调机构，所述三个的平面微调机构所在的三个的平面两两相互垂直；所述平面微调机构包括一个的基座板、一个的调节板、一个的调节单元以及用于连接所述基座板和所述调节板的转轴单元，所述调节板和所述基座板可绕所述转轴单元相对转动；所述平面微调机构的基座板与其相邻的所述平面微调机构的调节板固定连接。

进一步的，所述调节单元包括一个的设置于所述基座板一端的安装座、一个的安装于所述安装座上的驱动杆、一个的安装于所述安装座上的止动杆以及一个的固定连接于所述调节板上的调节杆，所述驱动杆和所述止动杆的活动端分别抵触于所述调节杆相对的两个侧面，所述驱动杆和所述止动杆的活动端均可沿其轴向往复运动。

进一步的，所述安装座包括两个的容置部，所述驱动杆和所述止动杆分别安装于对应的容置部上，所述调节杆的一端位于所述两个的容置部之间。

进一步的，所述驱动杆和所述止动杆均为微分头，所述微分头的固定套筒固定连接于所述容置部，所述微分头的螺杆抵触于所述调节杆的侧面。

进一步的，所述止动杆为可以轴向往复伸缩的弹性柱，所述弹性柱固定连接于所述容置部上，其活动端抵触于所述调节杆的侧面。

进一步的，所述转轴单元包括设置于所述基座板上的轴承座、安装于所述轴承座内的轴承以及转轴，所述转轴的一端安装于所述轴承内，其另一端固定连接于所述调节板上。

进一步的，所述转轴单元为螺钉。

进一步的，所述转轴单元设置于所述调节板的中心位置。

进一步的，所述平面微调机构上设有至少一个的用于限定所述基座板和所述调节板之间位置关系的锁紧单元。

进一步的，所述锁紧单元包括设置于所述调节板上的弧形的限位槽、至少一个的设置于所述基座板上的螺孔以及限位螺钉，所述限位槽在移动过程中始终有至少一个的所述螺孔在其范围内，所述限位螺钉通过所述限位槽固定连接于所述螺孔内。

本发明的突出效果为：

(1)三个平面微调机构所在的平面两两垂直，使得定位装置可以在三个平面内分别进行角度的精定位操作，实现了多维度的位置调整，且两两垂直的结构设计，使得定位装置的稳定性更强；

(2)手动多维精定位装置由相同结构的三个平面微调机构组成，模块化程度高，结构简单、容易组装，生产成本较低；

(3)使用相对设置的微分头分别作为驱动杆和止动杆，当一个微分头驱动调节杆完成角度调节后，另一个微分头可以对调节杆进行位置限制，使得平面微调机构可以进行顺、逆时针两个方向的角度调整，且定位的结果更加精确和稳定；

(4)组成平面微调机构的基座板和调节板均为板材结构，且当完成定位工作后，可通过锁紧单元限制基座板和调节板进行相对转动，使得整个定位装置的承载能力更强、稳定性更高，能够适应不同安装角度的使用场景。

附图说明

图1为本发明实施例的立体结构示意图。

图2为本发明实施例的正视图。

其中，1-平面微调机构，11-基座板，12-调节板，13-调节单元，131-安装座，132-容置部，133-微分头，134-调节杆，14-转轴单元，15-锁紧单元，151-限位槽，152-紧固螺钉，2-相机，3-底座。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例

如图1-2所示，本实施例的一种手动多维精定位装置包括三个的按顺序依次连接的平面微调机构1，三个的平面微调机构1分别位于x平面、y平面和z平面内，上述的x平面、y平面和z平面两两相互垂直，使得手动多维精定位装置可调整的维度构成一个空间直角坐标系，便于校准和高精度定位，且两两垂直的结构设计，使得定位装置的稳定性更强。平面微调机构1包括一个的基座板11和一个的调节板12，基座板11和调节板12之间相互叠合，并通过一个的转轴单元14进行连接，基座板11和调节板12可绕转轴单元14进行相对转动。平面微调机构1的基座板11与其相邻的平面微调机构1的调节板12固定连接，当x平面为手动多维精定位装置的安装平面时，位于x平面上的平面微调机构1的基座板11固定连接于位于x平面的底座3上，其调节板12和位于y平面的平面微调机构1的基座板11通过螺钉或其他机构固定连接，位于y平面的平面微调机构1的调节板12和位于z平面的平面微调机构1的基座板11通过螺钉或其他机构固定连接，此时，作为活动端的位于z平面的调节板12可以用于连接相机2或其他设备，其中，位于y平面的平面微调机构1和位于z平面的平面微调机构1的连接顺序可以相互颠倒。

本实施例中的平面微调机构1还包括一个的用于驱动调节板12相对于基座板11转动的调节单元13，调节单元13包括一个的设置于基座板11一端的安装座131、一个的安装于安装座131上的驱动杆、一个的安装于安装座131上的止动杆以及一个的固定连接于调节板12上的调节杆134。其中，安装座131可以连接于基座板11的一条边的位置上，也可以连接于基座板11的一个角上。安装座131包括两个的容置部132，容置部132为向调节板12方向延伸的凸块结构，所述驱动杆和所述止动杆分别安装于对应的容置部132上，调节杆134的一端位于两个容置部132之间，所述驱动杆和所述止动杆的活动端分别抵触于调节杆134相对的两个侧面，所述驱动杆和所述止动杆的活动端均可沿其轴向往复运动。优选的，安装座131还包括一个的限位杆，所述限位杆的两端分别固定连接于两个容置部132的顶端，所述限位杆用于将调节杆134限定在平面微调机构1所在的平面内进行运动。

本实施例中的所述驱动杆和所述止动杆均为微分头133，微分头133的固定套筒固定连接于容置部132上，两个微分头133可活动的螺杆相向抵触于调节杆134相对的两个侧面上。在实际定位过程中，两个微分头133可互为驱动杆或者止动杆，当其中一个微分头133作为驱动杆使用时，该微分头133通过旋转微分筒使得其螺杆轴向延伸，从而推动调节杆134转动到合适的位置，完成定位操作后，将另一个微分头133的螺杆抵触于调节杆134，此时，该微分头133作为止动杆限制调节杆134的转动。两个微分头133的设计使得平面微调机构1可以进行顺、逆时针两个方向的角度调整，且定位的结果更加精确和稳定。所述止动杆亦可使用可以轴向往复伸缩的弹性柱，所述弹性柱固定连接于容置部132上，其活动端抵触于调节杆134的侧面，当所述驱动杆推动调节杆134转动时，所述弹性柱缩回，使得调节板12可以相对基座板11在一定角度范围内转动；当所述驱动杆的活动端缩回时，所述弹性柱的活动端推回调节杆134。所述驱动杆亦可以使用精密螺杆。

本实施例中的转轴单元14包括设置于基座板11上的轴承座、安装于所述轴承座内的轴承以及转轴，所述转轴的一端安装于所述轴承内，其另一端固定连接于调节板12上，所述轴承座上还设有一个用于限制轴向运动的限位盖板。优选的，转轴单元14为一螺钉，调节板12通过该螺钉连接于基座板11，且调节板12可以绕该螺钉相对于基座板11进行转动。转轴单元14设置于调节板12的中心位置，使得平面微调机构1的承载能力和角度调节范围均位于合理的范围内。

优选的，本实施例中的平面微调机构1上设有至少一个的用于限定基座板11和调节板12之间位置关系的锁紧单元15，锁紧单元15包括设置于调节板12上的弧形的限位槽151、至少一个的设置于基座板11上的螺孔以及限位螺钉，限位槽151在移动过程中需保证始终有至少一个的所述螺孔在其范围内，所述限位螺钉通过限位槽151固定连接于所述螺孔内，所述螺钉上还套有一垫片，所述垫片位于所述螺钉的螺帽和调节板12之间。

本实施例的一种手动多维精定位装置工作时：通过调节平面微调机构1中的一个微分头133，使得调节杆134沿该微分头133螺杆延伸的方向转动，从而带动调节板12相对于基座板11转动，安装在定位装置上的相机2或其他设备亦转动相应的角度，定位完成后，相对的另一个微分头133的螺杆通过延伸抵触于调节杆134的另一侧，从而限定调节杆134的移动，完成上述操作后，通过锁紧机构15固定基座板11和调节板12之间的位置，从而完成该平面微调机构1所在平面的角度调整。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。