一种紧凑三维调整台的制作方法

本发明属于精密光学应用机械设备技术领域，具体涉及一种紧凑三维调整台。

背景技术：

多维调整台因为其精度高、承载大、行程长等特点，而被广泛应用于科研、激光应用、全自动计量检测仪器设备、工业自动化等领域。大口径光学产品标准检测平台建设中，激光干涉仪支撑的可靠性与调节的精度稳定性直接影响着大口径产品的装校水平及效率。

由于激光干涉仪体积大、重量重等特点，目前，使用过程中都是将其置于平板静置或用现有剪切架拼接支撑微调，这种支撑的缺点显而易见，干涉仪支撑不稳并且缺少调节手段。如果按照现有常规结构设计多维调整架通过多维移动结构的组合设计虽然能满足调节使用要求，但这种结构在俯仰调节单元通常采用的是轴与孔的配合方式实现调节功能，由于轴与孔配合需要轴、轴承座、轴承、轴承压盖等零件的配合安装，这就造成了多维调整台结构的复杂及整个调整台在高度方向的尺寸增大，不利于激光干涉仪或大口径光学器件的支撑及精密调节。

技术实现要素：

本发明的目的主要是解决目前二维角度和一维平移调整机构结合使用后结构复杂，占用空间大的问题，而提出一种用于激光干涉仪或大口径光学器件的支撑及姿态调整的紧凑三维调整台，该紧凑三维调整台具有结构紧凑，调整方便，精度高，稳定性好，实用性强的特点。

本发明具体技术方案如下：

本发明提供了一种紧凑三维调整台，包括固定板、旋转板、俯仰板、平移板、旋转单元、俯仰调节单元以及平移调节单元；

固定板、旋转板、俯仰板、平移板自下而上依次设置；

旋转单元包括顶板、滑动轴套以及两组旋转调节组件；

顶板安装所述固定板上；滑动轴套一端与旋转板下表面固连，另一端插装在所述固定板内；

两组旋转调节组件分别位于顶板两侧；两组旋转调节组件分别向顶板施力，旋转板在滑动轴套的带动下开始旋转；

俯仰板和旋转板的一侧通过球面铰接机构连接，俯仰调节单元设置在远离球面铰接机构的一侧，俯仰调节单元对俯仰板施加向上或向下的外力，使得俯仰板以球面铰接机构为铰接点上下摆动；

平移板和俯仰板之间通过直线导轨副连接，平移调节单元向平移板施加水平推力使得平移板沿着直线导轨副铺设方向移动。

进一步地，为了达到俯仰板上下摆动的目的，同时满足结构紧凑、摆动过程可靠性高的要求，上述球面铰接机构包括旋转件、固定件以及防脱套；

旋转件固定安装在所述俯仰板上，且旋转件向下伸出的部分设有球面型凸起；

固定件固定安装在所述旋转板上，固定件上半部分设有与所述球面型凸起配合的球面型凹坑，固定件下半部分设有与所述球面型凹坑连通的圆孔；

防脱套包括下限位板以及与下限位板垂直固连的上限位螺柱；下限位板的外轮廓尺寸大于所述圆孔的直径；防脱套的上限位螺柱自下而上穿过圆孔后与所述球面型凸起螺纹连接。

进一步地，上述旋转调节组件包括方位旋转调节螺套固定安装在所述旋转板下表面，方位旋转调节螺杆与方位旋转调节螺套螺纹配合后，方位旋转调节螺杆的端部与所述顶板接触。

进一步地，上述俯仰调节单元包括俯仰调节螺杆和俯仰调节螺纹套；俯仰调节螺纹套固定嵌装在所述旋转板内，俯仰调节螺杆与所述俯仰调节螺纹套螺纹配合后，俯仰调节螺杆的端部与所述俯仰板的下表面接触。

进一步地，上述为了防止该调整台在移动、搬运过程中俯仰板与旋转板之间发生脱节风险，该调整台还包括防脱螺纹副；防脱螺纹副包括防脱螺杆以及螺母；防脱螺杆依次与螺母、旋转板螺纹配合后，防脱螺杆伸出所述旋转板的上表面。

进一步地，上述平移调节单元包括平移调节螺杆、平移调节螺纹套以及螺杆限位座；

平移调节螺杆由螺纹段，中间过渡段以及限位段组成；中间过渡段的外径小于螺纹段和限位段；

平移调节螺纹套固定安装在平移板一侧下表面；螺杆限位座固定安装在所述俯仰板上，螺杆限位座上设有与所述中间过渡段外径相同的通孔；平移调节螺杆的螺纹段与所述平移调节螺纹套螺纹配合后，平移调节螺杆的中间过渡段与所述螺杆限位座的通孔间隙配合，平移调节螺杆的限位段伸出所述螺杆限位座的通孔外。

进一步地，为了使旋转板的旋转过程更加流畅，上述旋转板与固定板之间设置有滑动轴承。

进一步地，上述方位旋转调节螺杆、俯仰调节螺杆、防脱螺杆以及平移调节螺杆上均安装手轮，也可采用其他方形头等方式实现手动驱动，更进一步地，为了实现自动调整，手轮也可采用电机进行替代。

进一步地，为了减少整个调整台的重量，上述平移板、俯仰板以及旋转板上均开设有减重孔。

进一步地，上述平移板上设置用于安装被调整设备的安装板。安装板的数量、尺寸、设置位置均可根据被调整件进行设计。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过将固定板、旋转板、俯仰板、平移板自下而上依次设置，同时利用旋转单元、俯仰调节单元以及平移调节单元实现被调整件的姿态调整，具有结构紧凑，调整方便，精度高，稳定性好等优点；特别是该调整台的俯仰调节单元通过球面铰接机构实现调节功能，大大缩小调整机构的高度，调节台高度仅为常规设计的1/3，使结构更加紧凑。

2、本发明采用旋转调节组件、俯仰调节单元以及平移调节单元均是采用螺杆和螺套配合实现调节，结构简单、制作成本低，并且节省空间，易于推广使用。

3、本发明的采用平移调节螺杆、平移调节螺纹套以及螺杆限位座构成的平移调节单元，通过平移调节螺杆的分段式巧妙设计，使得通过这个简单结构就能完成水平方向的往复移动，同时，螺杆限位座还能对移动行程进行控制，确保了调节过程的可靠性。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的整体剖视图；

图3为图2的仰视图；

图4为平移调节螺杆的结构图；

图5为图2的a处放大图。

附图标记如下：

1－固定板、2-旋转板、3-俯仰板、4-平移板、5-旋转单元、6-俯仰调节单元、7-平移调节单元、8-顶板、9-滑动轴套、10-旋转调节组件、11-球面铰接机构、12-直线导轨副、13-滑动轴承、14-方位旋转调节螺杆、15-方位旋转调节螺套、16-俯仰调节螺杆、17-俯仰调节螺纹套、18-防脱螺纹副、19-防脱螺杆、20-螺母、21-平移调节螺杆、22-平移调节螺纹套、23-螺杆限位座、24-螺纹段、25-中间过渡段、26-限位段、27-旋转件、28-固定件、29-防脱套、30-球面型凸起、31-球面型凹坑、32-圆孔、33-下限位板、34-上限位螺柱。

具体实施方式

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种紧凑三维调整台作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是：附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的；其次，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分；再次，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

本实施例中三维调整台的基本框架如下：

如图1、2、3所示，包括固定板1、旋转板2、俯仰板3、平移板4、旋转单元5、俯仰调节单元6以及平移调节单元7；

固定板1、旋转板2、俯仰板3、平移板4自下而上依次设置；

旋转单元5包括顶板8、滑动轴套9以及两组旋转调节组件10；

顶板8安装所述固定板1上；滑动轴套9一端与旋转板2下表面固连，另一端插装在所述固定板1内；

两组旋转调节组件10分别位于顶板8两侧；两组旋转调节组件10分别向顶板8施力，旋转板2在滑动轴套9的带动下开始旋转；

俯仰板3和旋转板2的一侧通过球面铰接机构11连接，俯仰调节单元6设置在远离球面铰接机构11的一侧，俯仰调节单元6对俯仰板3施加向上或向下的外力，使得俯仰板3以球面铰接机构11为铰接点上下摆动；

平移板4和俯仰板3之间通过直线导轨副12连接，平移调节单元7向平移板施加水平推力使得平移板4沿着直线导轨副12铺设方向移动；

为了使旋转板的旋转过程更加流畅，减少旋转板2与固定板1的磨损，旋转板2与固定板1之间设置有滑动轴承13。

以下对实施例提供的三维调整台中核心部件结合附图作出以下详尽的描述：

如图2和3所示，旋转调节组件10包括方位旋转调节螺杆14以及方位旋转调节螺套15；方位旋转调节螺套15固定安装在所述旋转板2下表面，方位旋转调节螺杆14与方位旋转调节螺套15螺纹配合后，方位旋转调节螺杆14的端部与所述顶板8接触。工作时，通过旋转方位旋转调节螺杆14，实现方位旋转调节螺纹套15沿方位旋转调节螺杆14移动，进而旋转板2绕滑动轴套3中心旋转，即实现旋转调节功能。由于旋转调节组件为两组，因此可以实现调整台的顺时针和逆时针两个方向的旋转。

俯仰调节单元6包括俯仰调节螺杆16和俯仰调节螺纹套17；俯仰调节螺纹套17固定嵌装在所述旋转板2内，俯仰调节螺杆16与所述俯仰调节螺纹套17螺纹配合后，俯仰调节螺杆16的端部与所述俯仰板3的下表面接触。通过旋转俯仰调节螺杆16，实现俯仰调节螺杆16升降，进而实现俯仰板3绕球面铰接机构11摆动，即实现调整台俯仰调节功能。在此结构的基础上本发明还提供了防脱螺纹副18；防脱螺纹副18包括防脱螺杆19以及螺母20；防脱螺杆19依次与螺母20、旋转板2螺纹配合后，防脱螺杆19伸出所述旋转板2的上表面，当需要锁紧时，拧紧螺母，使螺母紧紧顶压在旋转板下表面，从而实现了防脱功能。

如图2和图4所示，平移调节单元7包括平移调节螺杆21、平移调节螺纹套22以及螺杆限位座23；平移调节螺杆21由螺纹段24，中间过渡段25以及限位段26组成；中间过渡段25的外径小于螺纹段24和限位段26；平移调节螺纹套22固定安装在平移板4一侧下表面；螺杆限位座23固定安装在所述俯仰板3上，螺杆限位座23上设有与所述中间过渡段25外径相同的通孔；平移调节螺杆21的螺纹段24与所述平移调节螺纹套22螺纹配合，平移调节螺杆21的中间过渡段25与所述螺杆限位座23的通孔间隙配合，平移调节螺杆21的限位段26伸出所述螺杆限位座23的通孔外。通过旋转平移调节螺杆21，实现平移调节螺纹套22沿平移调节螺杆21轴向移动，进而实现平移板4沿直线导轨副12做直线移动，即实现调整台平移调节功能。此处，螺杆限位座23还可限制平移板4的移动行程。

如图2和图5所示，球面铰接机构11包括旋转件27、固定件28以及防脱套29；旋转件27固定安装在所述俯仰板3上，且旋转件27向下伸出的部分设有球面型凸起30；固定件28固定安装在所述旋转板2上，固定件28上半部分设有与所述球面型凸起30配合的球面型凹坑31，固定件28下半部分设有与所述球面型凹坑31连通的圆孔32；防脱套29包括下限位板33以及与下限位板33垂直固连的上限位螺柱34；下限位板33的外轮廓尺寸大于所述圆孔32的直径；防脱套29的上限位螺柱34自下而上穿过圆孔32后与所述球面型凸起30螺纹连接。

另外，本实施例中还有几点需要强调：

1、方位旋转调节螺杆、俯仰调节螺杆、防脱螺杆以及平移调节螺杆上均安装手轮，通过手轮实现转动，也可采用其他方形头等方式实现手动驱动，在一些需要特殊场合为了实现自动调整，手轮也可采用电机进行替代。

2、为了减少整个调整台的重量，平移板、俯仰板以及旋转板上均开设有减重孔。

3、平移板上设置用于安装被调整设备的安装板。安装板的数量、尺寸、设置位置均可根据被调整件进行设计。

旋转板2和旋转单元5构成的旋转模块位于调整台最底层，俯仰板3和俯仰调节单元6构成的俯仰模块位于调整台的中间层，平移板4和平移调节单元7构成的平移模块位于调节台的最上层，这种组合使得各调节功能的实现相对独立，有效较少调节过程中相互影响，反复调整的操作过程。

最后所应说明的是，上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。