无权-未缴年费 中国
著录项
摘要
三自由度一体化粘滑式直线定位装置,它涉及一种定位装置,以解决现有定位装置存在的体积大、装配误差大和定位精度低的问题。它包括承载板和与驱动单元相配合的盖套,盖套固接在承载板的板面上,所述的驱动单元包括第一压块、第二压块、弹性驱动座、压电陶瓷驱动器、导向柱、触足、位移板、预紧压板和多个滚珠,压电陶瓷驱动器的上端面与弹性驱动座的上弹性板的下端面连接,压电陶瓷驱动器的下端面与触足的上端面连接,触足的下端面与位移板的上端面连接,预紧压板的下端面与弹性驱动座的下弹性板的上端面连接,位移板的长度方向的两端设置在弹性驱动座的方形空腔的外部且分别与基台可拆卸连接。本发明用于物体的定位。
法律状态
法律状态公告日 | 20220923 |
法律状态 | 专利权的终止 |
法律状态信息 | 未缴年费专利权终止 IPC(主分类):G01B 21/02 专利号:ZL201110286383X 申请日:20110923 授权公告日:20131106 终止日期:20210923 |
法律状态公告日 | 20131106 |
法律状态 | 授权 |
法律状态信息 | 授权 |
法律状态公告日 | 20120718 |
法律状态 | 实质审查的生效 |
法律状态信息 | 实质审查的生效 IPC(主分类):G01B 21/02 申请日:20110923 |
法律状态公告日 | 20120620 |
法律状态 | 公开 |
法律状态信息 | 公开 |
权利要求
权利要求数量(10)
独立权利要求数量(2)
1.一种三自由度一体化粘滑式直线定位装置,其特征在于:该装置包括承载盖(1)、 驱动单元(2)和基台(3),所述的承载盖(1)包括承载板(1‑1)和与驱动单元(2)相配 合的盖套(1‑2),盖套(1‑2)固接在承载板(1‑1)的板面上,所述的驱动单元(2)包括 第一压块(2‑2)、第二压块(2‑1)、弹性驱动座(2‑6)、压电陶瓷驱动器(2‑15)、导向 柱(2‑16)、触足(2‑14)、位移板(2‑7)、预紧压板(2‑9)和多个滚珠(2‑8),所述 的弹性驱动座(2‑6)为具有一个方形空腔(2‑5)的驱动座,第一压块(2‑2)和第二压块(2‑1) 均设置在弹性驱动座(2‑6)的上弹性板(2‑4)的上方,第二压块(2‑1)和第一压块(2‑2) 之间夹持有导向柱(2‑16)且第二压块(2‑1)和第一压块(2‑2)可拆卸连接,导向柱(2‑16) 的下端面与弹性驱动座(2‑6)的上弹性板(2‑4)的上端面连接,弹性驱动座(2‑6)的方形 空腔(2‑5)内沿导向柱(2‑4)的轴向由上至下依次设有压电陶瓷驱动器(2‑15)、触足(2‑14)、 位移板(2‑7)和预紧压板(2‑9),压电陶瓷驱动器(2‑15)的上端面与弹性驱动座(2‑6) 的上弹性板(2‑4)的下端面连接,压电陶瓷驱动器(2‑15)的下端面与触足(2‑14)的上端 面连接,触足(2‑14)的下端面与位移板(2‑7)的上端面连接,预紧压板(2‑9)的上端面 上设有多个盲孔(2‑18),每个盲孔(2‑18)内设有一个滚珠(2‑8),位移板(2‑7)的下 端面与多个滚珠(2‑8)的外端面滑动接触,预紧压板(2‑9)的下端面与弹性驱动座(2‑6) 的下弹性板(2‑13)的上端面连接,位移板(2‑7)的长度方向的两端设置在弹性驱动座(2‑6) 的方形空腔(2‑5)的外部且分别与基台(3)可拆卸连接,下弹性板(2‑13)的下部设有一 个第二空腔(2‑10),承载盖(1)与第二压块(2‑1)可拆卸连接。
2.根据权利要求1所述的三自由度一体化粘滑式直线定位装置,其特征在于:所述的触 足(2‑14)的形状为平板形或半球形。
3.根据权利要求1或2所述的三自由度一体化粘滑式直线定位装置,其特征在于:所述 的盲孔(2‑18)的个数为四个,四个盲孔(2‑18)呈十字形设置在预紧压板(2‑9)的上端面 上,四个盲孔(2‑18)的中心所形成的四边形的边长相等。
4.根据权利要求1所述的三自由度一体化粘滑式直线定位装置,其特征在于:所述的基 台(3)包括基板(3‑2)和箱体(3‑1),基板(3‑2)为中心开口的板,箱体(3‑1)为由四 个凹槽板(3‑1‑1)焊接而成的且两端开口的箱体,箱体(3‑1)中相对的两个凹槽板(3‑1‑1) 的两个凹槽正对设置,其中一组正对设置的两个凹槽板(3‑1‑1)的内板面上各固接有一个凸 耳(3‑1‑2),每个凸耳(3‑1‑2)的中部设有一个第一孔(3‑1‑3),箱体(3‑1)的一个开 口端固接在基板(3‑2)的开口处,基板(3‑2)的板面上位于箱体(3‑1)外侧的四个拐角处 分别设有一个第二孔(3‑2‑1)。
6.根据权利要求1所述的三自由度一体化粘滑式直线定位装置,其特征在于:所述的第 一压块(2‑2)为端面中部具有V形面的压块,所述导向柱(2‑16)的外圆周侧面具有一个沿 导向柱(2‑16)轴向的平面,该导向柱上的平面贴靠在第一压块(2‑2)的V形面的任意一个 端面上。
7.根据权利要求6所述的三自由度一体化粘滑式直线定位装置,其特征在于:所述的第 二压块(2‑1)为端面中部具有U形面的压块,导向柱(2‑16)的外圆周侧面置于第二压块 (2‑1)的U形面内。
8.根据权利要求1、6或7所述的三自由度一体化粘滑式直线定位装置,其特征在于: 所述的装置还包括两个弹簧(2‑17),所述的第一压块(2‑2)上设有两个沉孔(2‑2‑1), 所述的第二压块(2‑1)上设有两个第三螺纹孔(2‑1‑1),每个沉孔(2‑2‑2)内设置有一个 弹簧(2‑17),第一压块(2‑2)与第二压块(2‑1)通过装在相应的沉孔(2‑2‑1)内的弹簧 (2‑17)内并与第三螺纹孔(2‑1‑1)螺纹连接的第三螺钉可拆卸连接。
9.根据权利要求1所述的三自由度一体化粘滑式直线定位装置,其特征在于:承载板 (1‑1)上位于盖壳(1‑2)内的端面上设有两个第二孔(1‑1‑1),第二压块(2‑1)的上端 面设有两个第四螺纹孔(2‑1),承载盖(1)与第二压块(2‑1)通过装在相应的第二孔(1‑1‑1) 并与第四螺纹孔(2‑1)螺纹连接的第四螺钉可拆卸连接。
10.根据权利要求1所述的三自由度一体化粘滑式直线定位装置,其特征在于:该装置 还包括第一螺钉(2‑11),弹性驱动座(2‑6)的底部中心处设有第一螺纹通孔(2‑12),第 一螺钉(2‑11)与第一螺纹通孔(2‑12)螺纹连接,第一螺钉(2‑11)的上端顶靠在下弹性 板(2‑13)上。
5.根据权利4所述的三自由度一体化粘滑式直线定位装置,其特征在于:位移板(2‑7 上)位于方形空腔(2‑5)的外部的两端分别设有一个第二螺纹通孔(2‑19),位移板(2‑7) 与基台(3)通过装在相应凸耳(3‑1‑2)上的第一孔(3‑1‑3)并与第二螺纹通孔(2‑19)螺 纹连接的第二螺钉可拆卸连接。
说明书
本发明涉及一种定位装置。
纳米定位技术是纳米操作技术的基础,随着纳米技术的快速发展,越来越多的应用领 域需要体积小且具有纳米级定位精度和毫米级运动行程的多自由度定位装置。目前这类定 位装置多数采用粘滑驱动方式,即利用物体接触表面间的动静摩擦力实现步进位移,当接 触表面间摩擦力为静摩擦力时,两物体不发生相对位移;当接触表面间摩擦力为动摩擦力 时,两物体发生相对位移,通过控制物体间的相对速度,可实现摩擦力状态的切换。当物 体间相对速度周期变化时,摩擦力状态随之周期性变化,从而实现物体间连续的相对位移, 通过控制制动元件的运动方式,可实现连续位移的方向和步长。但是,现有粘滑式多自由 度直线定位装置均由单自由度直线定位装置组合而成,不仅体积大,而且装配误差对各位 移方向间的垂直性也有较大影响,降低了其实际定位精度。
本发明的目的是为解决现有定位装置存在的体积大、装配误差大和定位精度低的问题, 进而提供一种三自由度一体化粘滑式直线定位装置。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是:本发明的三自由度一体化粘滑式直线定位 装置包括承载盖、驱动单元和基台,所述的承载盖包括承载板和与驱动单元相配合的盖套, 盖套固接在承载板的板面上,所述的驱动单元包括第一压块、第二压块、弹性驱动座、压 电陶瓷驱动器、导向柱、触足、位移板、预紧压板和多个滚珠,所述的弹性驱动座为具有 一个方形空腔的驱动座,第一压块和第二压块均设置在弹性驱动座的上弹性板的上方,第 二压块和第一压块之间夹持有导向柱且第二压块和第一压块可拆卸连接,导向柱的下端面 与弹性驱动座的上弹性板的上端面连接,弹性驱动座的方形空腔内沿导向柱的轴向由上至 下依次设有压电陶瓷驱动器、触足、位移板和预紧压板,压电陶瓷驱动器的上端面与弹性 驱动座的上弹性板的下端面连接,压电陶瓷驱动器的下端面与触足的上端面连接,触足的 下端面与位移板的上端面连接,预紧压板的上端面上设有多个盲孔,每个盲孔内设有一个 滚珠,位移板的下端面与多个滚珠的外端面滑动接触,预紧压板的下端面与弹性驱动座的 下弹性板的上端面连接,位移板的长度方向的两端设置在弹性驱动座的方形空腔的外部且 分别与基台可拆卸连接,下弹性板的下部设有一个第二空腔,承载盖与第二压块可拆卸连 接。
本发明的有益效果是:本发明的三自由度一体化粘滑式直线定位装置具有结构紧凑, 体积小,装配误差小,定位精度高的优点。
本发明的弹性驱动座为整体加工的弹性结构,其上弹性板传递压电陶瓷驱动器竖直方 向的位移输出,实现动平台的竖直运动。位移板被预紧压板紧压在压电陶瓷驱动器另一端 面,当压电陶瓷驱动器输出预定时序平面位移时,驱动单元相对位移板做平面位移运动。
本发明将具有三轴(X轴、Y轴和Z轴)的压电陶瓷驱动器集成到一个驱动单元内实现 三自由度定位运动,既使结构更为紧凑,又避免了三个定位装置装配带来的误差。本发明 采用的压电陶瓷驱动器,具有高位移输出分辨率(亚纳米级)、高频响(可达几十kHz)、高 可靠性、体积小、输出力大等优点,可实现(X轴、Y轴和Z轴)三个自由度的直线位移输 出。本发明的压电陶瓷驱动器被机械固定于驱动单元内,该方式可以有效保护压电陶瓷驱 动器不被外力损坏,同时也消除了因冲击和震动引起的三个位移轴的旋转和侧向位移,驱 动座上端的导向柱通过两个压块的夹持定位,可使两压块同步上下运动,避免压块发生微 小旋转位移从而改变摩擦力状态参数,有效保证了导向柱上摩擦力的均匀性,预紧压板上 装有多个滚珠,其在实现平面导向作用的同时最大限度地减小位移板运动时的摩擦阻力。
图1是本发明的整体结构立体图,图2是图1的分解图,图3是驱动单元的整体结构 主视图,图4是第一压块和第二压块连接结构俯视图,图5是预紧压板的俯视图,图6是 承载盖的整体结构主视图,图7是图6的仰视图,图8是基台的整体结构主视图,图9是 图8的俯视图。
具体实施方式一:结合图1~图9说明本实施方式,本实施方式的三自由度一体化粘滑 式直线定位装置包括承载盖1、驱动单元2和基台3,所述的承载盖1包括承载板1‑1和与 驱动单元2相配合的盖套1‑2,盖套1‑2固接在承载板1‑1的板面上,所述的驱动单元2包 括第一压块2‑2、第二压块2‑1、弹性驱动座2‑6、压电陶瓷驱动器2‑15、导向柱2‑16、触 足2‑14、位移板2‑7、预紧压板2‑9和多个滚珠2‑8,所述的弹性驱动座2‑6为具有一个 方形空腔2‑5的驱动座,第一压块2‑2和第二压块2‑1均设置在弹性驱动座2‑6的上弹性 板2‑4的上方,第二压块2‑1和第一压块2‑2之间夹持有导向柱2‑16且第二压块2‑1和第 一压块2‑2可拆卸连接,导向柱2‑16的下端面与弹性驱动座2‑6的上弹性板2‑4的上端面 连接,弹性驱动座2‑6的方形空腔2‑5内沿导向柱2‑4的轴向由上至下依次设有压电陶瓷 驱动器2‑15、触足2‑14、位移板2‑7和预紧压板2‑9,压电陶瓷驱动器2‑15的上端面与弹 性驱动座2‑6的上弹性板2‑4的下端面连接,压电陶瓷驱动器2‑15的下端面与触足2‑14 的上端面连接,触足2‑14的下端面与位移板2‑7的上端面连接,预紧压板2‑9的上端面上 设有多个盲孔2‑18,每个盲孔2‑18内设有一个滚珠2‑8,位移板2‑7的下端面与多个滚珠 2‑8的外端面滑动接触,预紧压板2‑9的下端面与弹性驱动座2‑6的下弹性板2‑13的上端 面连接,位移板2‑7的长度方向的两端设置在弹性驱动座2‑6的方形空腔2‑5的外部且分 别与基台3可拆卸连接,下弹性板2‑13的下部设有一个第二空腔2‑10,承载盖1与第二压 块2‑1可拆卸连接。
价值度评估
技术价值
经济价值
法律价值
0 0 061.0分
0 50 75 100专利价值度是通过科学的评估模
型对专利价值进行量化的结果,
基于专利大数据针对专利总体特
征指标利用计算机自动化技术对
待评估专利进行高效、智能化的
分析,从技术、经济和法律价值
三个层面构建专利价值评估体
系,可以有效提升专利价值评估
的质量和效率。
总评:61.0分
该专利价值中等 (仅供参考)
技术价值 35.0
该指标主要从专利申请的著录信息、法律事件等内容中挖掘其技术价值,专利类型、独立权利要求数量、无效请求次数等内容均可反映出专利的技术性价值。 技术创新是专利申请的核心,若您需要进行技术借鉴或寻找可合作的项目,推荐您重点关注该指标。
部分指标包括:
授权周期(发明)
25 个月独立权利要求数量
0 个从属权利要求数量
0 个说明书页数
4 页实施例个数
0 个发明人数量
4 个被引用次数
3 次引用文献数量
3 个优先权个数
0 个技术分类数量
3 个无效请求次数
0 个分案子案个数
0 个同族专利数
0 个专利获奖情况
无保密专利的解密
否经济价值 7.0
该指标主要指示了专利技术在商品化、产业化及市场化过程中可能带来的预期利益。 专利技术只有转化成生产力才能体现其经济价值,专利技术的许可、转让、质押次数等指标均是其经济价值的表征。 因此,若您希望找到行业内的运用广泛的热点专利技术及侵权诉讼中的涉案专利,推荐您重点关注该指标。
部分指标包括:
申请人数量
1申请人类型
院校许可备案
0 次权利质押
0 次权利转移
0 个海关备案
否法律价值 19.0
该指标主要从专利权的稳定性角度评议其价值。专利权是一种垄断权,但其在法律保护的期间和范围内才有效。 专利权的存续时间、当前的法律状态可反映出其法律价值。故而,若您准备找寻权属稳定且专利权人非常重视的专利技术,推荐您关注该指标。
部分指标包括:
存活期/维持时间
11法律状态
无权-未缴年费