(19)國家知識產(chǎn)權(quán)局(12)發(fā)明專利審查員郝敏(72)發(fā)明人李臻鋒唐皓張賀唐勉志張棟呂文治所(普通合伙)61223本發(fā)明提供了一種精密運動平臺的精度研置粗讀刻度用于實現(xiàn)臺面的0.05mm精度的位移上端設(shè)有用于與分度盤相配合而指示分度盤上刻度的指針，用于指示臺面的微米級位移精讀21.一種精密運動平臺的精度研究裝置，包括精密運動平臺，該精密運動平臺包括底座(12),底座(12)上設(shè)有滾珠絲杠(10),滾珠絲杠(10)的絲杠螺母(101)通過螺母座(11)與臺平臺位置粗讀刻度，包括：底座刻度(123),沿所述臺面(8)的運動方向設(shè)置，設(shè)于所述底座(12)的側(cè)壁上；臺面刻度(81),設(shè)于所述臺面(8)的側(cè)壁，用于配合所述底座刻度(123)實現(xiàn)臺面(8)的0.05mm精度的位移粗讀數(shù)；蝸桿(3),一端與第一支撐板(6a)轉(zhuǎn)動連接，另一端與第二支撐板(6b)轉(zhuǎn)動連接，所述第一支撐板(6a)和第二支撐板(6b)分別固定于所述底座(12)上；渦輪(16),與所述蝸桿(3)配合，所述渦輪(16)與所述滾珠絲杠(10)的絲杠(102)一端固定軸連接；分度盤(19),與所述蝸桿(3)的一端同軸線固定連接，所述第二支撐板(6b)上端設(shè)有用于與所述分度盤(19)相配合而指示分度盤(19)上刻度的指針(15),通過所述指針(15)對分度盤(19)上的分度刻度的指示來讀取臺面(8)的微米級位移精讀數(shù)；所述精密運動平臺還包括：軸承座(7),固定于底座(12)的一端，軸承座(7)內(nèi)設(shè)有第一法蘭軸承(5);所述第一法蘭軸承(5)包括設(shè)于其中心的內(nèi)環(huán)(51)以及設(shè)于其外周的法蘭(52);電機座(2),分別通過一連接柱(14)與第一支撐板(6a)、第二支撐板(6b)固定連接；電機(1),固定于所述電機座(2)上，所述絲杠(102)的一端通過聯(lián)軸器(18)與電機(1)的輸出軸固定連接，絲杠(102)穿過所述第一法蘭軸承(5)的內(nèi)環(huán)并和渦輪(16)通過鎖緊螺母(17)相固定，其中鎖緊螺母(17)與絲杠(102)螺紋連接進(jìn)行固定；所述絲杠螺母(101)與絲杠(102)內(nèi)部設(shè)有用于減少摩擦的滾珠結(jié)構(gòu)，所述螺母座(11)與底座(12)滑動連接。2.如權(quán)利要求1所述的一種精密運動平臺的精度研究裝置，其特征在于，所述第一支撐板(6a)和第二支撐板(6b)均通過底座(12)的端面(121)所開設(shè)的螺紋孔固定于所述底座(12)上，所述軸承座(7)安裝于底座(12)的該端面(121)一端；所述底座(12)中部開設(shè)有貫穿底座(12)兩個端面(121)的凹槽；所述凹槽上方的底座(12)上表面為平面結(jié)構(gòu)，凹槽兩側(cè)的底座(12)上表面分別固定一滑塊導(dǎo)軌(9),所述軸承座(7)也固定于凹槽兩側(cè)的底座(12)上表面，將所述軸承座(7)安裝連接面和滑塊導(dǎo)軌(9)安裝連接面固定設(shè)于底座(12)上表面的同一平面上；所述底座刻度(123)的總刻度長度為8mm,刻度精度為1mm;所述臺面刻度(81)的總刻度長度為19mm,刻度間隔為0.95mm;所述螺母座(11)通過滑塊以及滑塊導(dǎo)軌(9)與所述底座(12)滑動連接，其中螺母座(11)與所述滑塊固定連接，滑塊與滑塊導(dǎo)軌(9)滑動連接。3.如權(quán)利要求2所述的一種精密運動平臺的精度研究裝置，其特征在于，所述凹槽包括位于底座(12)一端的用于配合安裝軸承座(7)的第一凹槽(122)和用于容納螺母座(11)的第二凹槽(125);所述第二凹槽(125)兩側(cè)設(shè)置有導(dǎo)軌限位結(jié)構(gòu)，保證兩個所述滑塊導(dǎo)軌(9)平行安裝，第二凹槽(125)底部設(shè)置有滾珠絲杠限位結(jié)構(gòu)(124),防止絲杠螺母(101)超過最大行程，造成滾珠絲杠(10)以及滑塊、滑塊導(dǎo)軌(9)不可逆損害。4.如權(quán)利要求3所述的一種精密運動平臺的精度研究裝置，其特征在于，所述第一支撐板(6a)和第二支撐板(6b)的結(jié)構(gòu)相同且對稱設(shè)于所述底座(12)的兩側(cè)；第一支撐板(6a)的3底部和第二支撐板(6b)的底部均設(shè)置有第一通孔(61)和第二通孔(62),所述第一通孔(61)和第二通孔(62)均用于與底座(12)固定連接；第一支撐板(6a)和第二支撐板(6b)的中部位置均設(shè)置有用于與連接柱(14)固定的螺紋孔；第一支撐板(6a)和第二支撐板(6b)的上端位置均設(shè)有通孔(63),用于轉(zhuǎn)動連接所述蝸桿(3);所述第二支撐板(6b)的頂部設(shè)置有螺紋孔(64),用于所述指針(15)的安裝固定。5.如權(quán)利要求4所述的一種精密運動平臺的精度研究裝置，其特征在于，所述指針(15)包括方形端(151)和指示端(152),所述方形端(151)的中部設(shè)置有通孔，用于指針(15)的安裝固定，指示端(152)為直徑為1mm,長度為8~10mm的圓柱桿體，用于指示所述分度盤(19)上的刻度。6.如權(quán)利要求5所述的一種精密運動平臺的精度研究裝置，其特征在于，所述渦輪(16)中心位置(162)設(shè)有通孔，用于配合所述絲杠(102)穿過；渦輪(16)中心通孔邊緣設(shè)置有高個渦輪齒，渦輪(16)通過渦輪齒與蝸桿(3)相嚙合。7.如權(quán)利要求6所述的一種精密運動平臺的精度研究裝置，其特征在于，所述蝸桿(3)為單頭蝸桿，蝸桿(3)中部桿身(31)設(shè)為輪齒；蝸桿(3)兩端均設(shè)為光軸結(jié)構(gòu)，均通過第二法蘭軸承(20)與相應(yīng)的支撐板轉(zhuǎn)動連接；蝸桿(3)的一個光軸結(jié)構(gòu)端設(shè)為完全光軸端(32),用于安裝分度盤(19),蝸桿(3)另一個光軸結(jié)構(gòu)端，在靠近輪齒位置設(shè)置有螺紋(33),用于與調(diào)節(jié)螺母(4)螺紋連接，通過擰緊調(diào)節(jié)螺母(4)以壓緊第二法蘭軸承(20)的內(nèi)環(huán)。8.如權(quán)利要求7所述的一種精密運動平臺的精度研究裝置，其特征在于，所述分度盤(19)中心位置設(shè)置有分度盤通孔(191),用于蝸桿(3)的完全光軸端(32)的穿過；分度盤通孔(191)的一側(cè)邊緣設(shè)置有高1mm、厚1mm的第二環(huán)形凸起(192),用于壓緊第二法蘭軸承(20)的內(nèi)環(huán)；分度盤(19)周向設(shè)置分度盤刻度(193),將分度盤(19)圓周等分為50格，且與蝸輪蝸桿的傳動比1:20配合，將絲杠(102)的旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)確細(xì)分至微米讀數(shù)。9.如權(quán)利要求7所述的一種精密運動平臺的精度研究裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)螺母(4)中心設(shè)置調(diào)節(jié)螺母螺孔(41),用于相應(yīng)的蝸桿光軸端穿過并與該光軸端所設(shè)的螺紋于壓緊對應(yīng)的第二法蘭軸承(20)的內(nèi)環(huán)；調(diào)節(jié)螺母螺孔(41)內(nèi)設(shè)置調(diào)節(jié)螺母內(nèi)螺紋(43),用于與所述螺紋(33)螺紋連接，通過在安裝時調(diào)整調(diào)節(jié)螺母(4)在所述螺紋(33)上的位置，實現(xiàn)對蝸桿(3)第二法蘭軸承(20)對應(yīng)的支撐板的壓緊；所述電機(1)通過螺栓與所述電機座(2)固定；所述軸承座(7)中心設(shè)置有圓孔結(jié)構(gòu)(72),用于安裝第一法蘭軸承(5);軸承座(7)兩側(cè)設(shè)置有光孔(71),用于與底座(12)通過螺栓固定連接；兩個所述滑塊導(dǎo)軌(9)位于所述臺面(8)與所述底座(12)之間，且通過螺栓固定于底座(12)上。4一種精密運動平臺的精度研究裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明屬于精密運動平臺技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種精密運動平臺的絲杠轉(zhuǎn)動和臺面移動關(guān)系的精度研究裝置。背景技術(shù)[0002]精密線性平臺具有體積小、質(zhì)量強、精度高等特點，被廣泛應(yīng)用于航空航天、芯片制造、超精密加工、高能光束控制、激光加工等高端制造領(lǐng)域。在精密線性平臺的使用過程中，最為重要的是精密運動平臺的運動精度。保證精密線性平臺的運動精度，可實現(xiàn)加工精度的提升。在精密線性平臺的架構(gòu)中，滾珠絲杠作為傳動轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵部件，絲杠實際運動量對精密線性平臺運動距離的輸出具有直接影響，關(guān)系到精密線性平臺的精度，因此對絲杠的傳動研究具有重要意義。[0003]在現(xiàn)有技術(shù)精密線性平臺的絲杠傳動結(jié)構(gòu)中電機將運動輸出，通過聯(lián)軸器帶動滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，在滾珠絲杠螺母位置將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動，而由于精密線性平臺通常運動距離較小，各部件存在彈性變形和安裝誤差的存在，則導(dǎo)致絲杠在運動傳遞過程中會發(fā)生損耗，對精密線性平臺的精度造成較大影響。而目前缺乏有效的測量裝置用于對絲杠在微行程中的實際運動量進(jìn)行測量研究，成為在精密線性平臺精度研究過程中需要解決的重要問題。發(fā)明內(nèi)容[0004]本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種精密運動平臺的精度研究裝置，用于精密運動平臺絲杠轉(zhuǎn)動和臺面移動關(guān)系的精度研究。[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種精密運動平臺的精度研究裝置，包括精密運動平臺，該精密運動平臺包括底座，底座上設(shè)有滾珠絲杠，滾珠絲杠的絲杠螺母通過螺母座與臺面固[0006]平臺位置粗讀刻度，包括：底座刻度，沿所述臺面的運動方向設(shè)置，設(shè)于所述底座的側(cè)壁上；臺面刻度，設(shè)于所述臺面的側(cè)壁，用于配合所述底座刻度實現(xiàn)臺面的0.05mm精度的位移粗讀數(shù)；[0007]蝸桿，一端與第一支撐板轉(zhuǎn)動連接，另一端與第二支撐板轉(zhuǎn)動連接，所述第一支撐板和第二支撐板分別固定于所述底座上；[0009]分度盤，與所述蝸桿的一端同軸線固定連接，所述第二支撐板上端設(shè)有用于與所述分度盤相配合而指示分度盤上刻度的指針，通過所述指針對分度盤上的分度刻度的指示來讀取臺面的微米級位移精讀數(shù)。[0011]軸承座，固定于底座的一端，軸承座內(nèi)設(shè)有第一法蘭軸承；所述第一法蘭軸承包括設(shè)于其中心的內(nèi)環(huán)以及設(shè)于其外周的法蘭；5[0013]電機，固定于所述電機座上，所述絲杠的一端通過聯(lián)軸器與電機的輸出軸固定連接，絲杠穿過所述第一法蘭軸承的內(nèi)環(huán)并和渦輪通過鎖緊螺母相固定，其中鎖緊螺母與絲杠螺紋連接進(jìn)行固定；[0014]所述絲杠螺母與絲杠內(nèi)部設(shè)有用于減少摩擦的滾珠結(jié)構(gòu)，所述螺母座與底座滑動[0015]上述第一支撐板和第二支撐板均通過底座的端面所開設(shè)的螺紋孔固定于所述底座上，所述軸承座安裝于底座的該端面一端；所述底座中部開設(shè)有貫穿底座兩個端面的凹槽；所述凹槽上方的底座上表面為平面結(jié)構(gòu)，凹槽兩側(cè)的底座上表面分別固定一滑塊導(dǎo)軌，所述軸承座也固定于凹槽兩側(cè)的底座上表面，將所述軸承座安裝連接面和滑塊導(dǎo)軌安裝連接面固定設(shè)于底座上表面的同一平面上；所述底座刻度的總刻度長度為8mm,刻度精度為1mm;所述臺面刻度的總刻度長度為19mm,刻度間隔為0.95mm。所述螺母座通過滑塊以及滑塊導(dǎo)軌與所述底座滑動連接，其中螺母座與所述滑塊固定連接，滑塊與滑塊導(dǎo)軌滑動連接。[0016]上述第二凹槽兩側(cè)設(shè)置有導(dǎo)軌限位結(jié)構(gòu)，保證兩個所述滑塊導(dǎo)軌平行安裝，第二凹槽底部設(shè)置有滾珠絲杠限位結(jié)構(gòu)，防止絲杠螺母超過最大行程，造成滾珠絲杠以及滑塊、滑塊導(dǎo)軌不可逆損害。[0017]上述第一支撐板和第二支撐板的結(jié)構(gòu)相同且對稱設(shè)于所述底座的兩側(cè)；第一支撐板的底部和第二支撐板的底部均設(shè)置有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和第二通孔均用于與底座固定連接；第一支撐板和第二支撐板的中部位置均設(shè)置有用于與連接柱固定的螺紋孔；第一支撐板和第二支撐板的上端位置均設(shè)有通孔，用于轉(zhuǎn)動連接所述蝸桿；所述第二支撐板的頂部設(shè)置有螺紋孔，用于所述指針的安裝固定。[0018]上述指針包括方形端和指示端，所述方形端的中部設(shè)置有通孔，用于指針的安裝固定，指示端為直徑為1mm,長度為8~10mm的圓柱桿體，用于指示所述分度盤上的刻度。[0019]上述渦輪中心位置設(shè)有通孔，用于配合所述絲杠穿過；渦輪中心通孔邊緣設(shè)置有渦輪通過渦輪齒與蝸桿相嚙合。[0020]上述蝸桿為單頭蝸桿，蝸桿中部桿身設(shè)為輪齒；蝸桿兩端均設(shè)為光軸結(jié)構(gòu)，均通過第二法蘭軸承與相應(yīng)的支撐板轉(zhuǎn)動連接；蝸桿的一個光軸結(jié)構(gòu)端設(shè)為完全光軸端，用于安裝分度盤，蝸桿另一個光軸結(jié)構(gòu)端，在靠近輪齒位置設(shè)置有螺紋，用于與調(diào)節(jié)螺母螺紋連接，通過擰緊調(diào)節(jié)螺母以壓緊第二法蘭軸承的內(nèi)環(huán)。[0021]上述分度盤中心位置設(shè)置有分度盤通孔，用于蝸桿的完全光軸端的穿過；分度盤盤周向設(shè)置分度盤刻度，將分度盤圓周等分為50格，且與蝸輪蝸桿的傳動比1:20配合，將絲杠的旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)確細(xì)分至微米讀數(shù)。[0022]上述調(diào)節(jié)螺母中心設(shè)置調(diào)節(jié)螺母螺孔，用于相應(yīng)的蝸桿光軸端穿過并與該光軸端所設(shè)的螺紋螺紋連接；調(diào)節(jié)螺母螺孔的一側(cè)邊緣設(shè)置有高1mm、厚1mm的第三環(huán)形凸起，用于壓緊對應(yīng)的第二法蘭軸承的內(nèi)環(huán)；調(diào)節(jié)螺母螺孔內(nèi)設(shè)置調(diào)節(jié)螺母內(nèi)螺紋，用于與所述螺紋螺紋連接，通過在安裝時調(diào)整調(diào)節(jié)螺母在所述螺紋上的位置，實現(xiàn)對蝸桿第二法蘭軸承對應(yīng)的支撐板的壓緊；所述電機通過螺栓與所述電機座固定；所述軸承座中心設(shè)置有圓孔結(jié)6構(gòu)，用于安裝第一法蘭軸承；軸承座兩側(cè)設(shè)置有光孔，用于與底座通過螺栓固定連接；兩個所述滑塊導(dǎo)軌位于所述臺面與所述底座之間，且通過螺栓固定于底座上。[0023]本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供了一種精密運動平臺的精度研究裝置，具有以下技術(shù)優(yōu)點：[0024]1.本裝置巧妙的結(jié)合了游標(biāo)卡尺、螺旋測微器以及蝸輪蝸桿的優(yōu)點，將精密線性平臺讀數(shù)精度提升至微米級。在裝置中，臺面與底座側(cè)面刻度形成了20分度游標(biāo)卡尺，讀數(shù)精度為50微米；利用蝸輪蝸桿通過螺旋測微器原理，分度盤圓周被分為50等分，移動一個刻度表示移動1微米。讀數(shù)時首先讀取由臺面與底座形成的20分度游標(biāo)卡尺，讀取0.05毫米級別的位置讀數(shù)，然后讀取分度盤上的刻度，即0~50微米刻度，二者相加即為實時刻度。[0025]2.本裝置采用渦輪蝸桿結(jié)構(gòu)，利用其高傳動比的特性，實現(xiàn)了絲杠運動的細(xì)分，為微米級讀數(shù)提供的保障。將蝸桿與絲杠連接固定，將絲杠運動放大，蝸桿旋轉(zhuǎn)的角度為絲杠旋轉(zhuǎn)角度的20倍，由于絲杠旋轉(zhuǎn)一周精密線性平臺移動1mm,因此蝸桿旋轉(zhuǎn)一周精密線性平臺運動50微米，與蝸桿固定分度盤將絲杠分為50分，即一個刻度表示1微米，實現(xiàn)了對由臺面與底座形成的20分度游標(biāo)卡尺50微米精度的細(xì)分。讀數(shù)時刻度數(shù)即為微米數(shù)。[0026]3.此外，本裝置將軸承座連接面和導(dǎo)軌連接面設(shè)置在同一平面上，以此保證軸承座連接面與導(dǎo)軌連接面之間不存在平行度誤差，確保二者的平面度誤差相同，同時減小了尺寸公差的變動范圍，減少了精度誤差源。附圖說明[0027]圖1為本發(fā)明精密運動平臺的精度研究裝置結(jié)構(gòu)示意圖。[0028]圖2為本發(fā)明精密運動平臺的精度研究裝置結(jié)構(gòu)示意圖。[0029]圖3為本發(fā)明法蘭軸承結(jié)構(gòu)示意圖。[0030]圖4為本發(fā)明底座結(jié)構(gòu)示意圖。[0031]圖5為本發(fā)明臺面結(jié)構(gòu)示意圖。[0032]圖6為本發(fā)明指針結(jié)構(gòu)示意圖。[0033]圖7為本發(fā)明軸承座結(jié)構(gòu)示意圖。[0034]圖8為本發(fā)明兩個支撐板結(jié)構(gòu)示意圖。[0035]圖9為本發(fā)明渦輪結(jié)構(gòu)示意圖。[0036]圖10為本發(fā)明蝸桿結(jié)構(gòu)示意圖。[0037]圖11為本發(fā)明分度盤結(jié)構(gòu)示意圖。[0038]圖12為本發(fā)明調(diào)節(jié)螺母結(jié)構(gòu)示意圖。[0039]圖13為本發(fā)明滾珠絲杠結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式[0040]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的一個具體實施方式進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受具體實施方式的限制。[0041]參見圖1-圖13,本實施例提供了一種精密運動平臺的精度研究裝置，用于精密運動平臺絲杠轉(zhuǎn)動和臺面移動關(guān)系的精度研究。[0042]本發(fā)明精密運動平臺的精度研究裝置包括精密運動平臺，該精密運動平臺包括底7座12,底座12上設(shè)有滾珠絲杠10,滾珠絲杠10的絲杠螺母101通過螺母座11與臺面8固定連端設(shè)有用于與所述分度盤19相配合而指示分度盤19上刻度的指針15,通過所述指針15對分[0044]進(jìn)一步地，所述第一支撐板6a和第二支撐板6b均通過底座12的端面121所開設(shè)的軸承座7也固定于凹槽兩側(cè)的底座12上表面，將所述軸承座7安裝連接面和滑塊導(dǎo)軌9安裝少了精度誤差源；所述底座刻度123的總刻度長度為8mm,刻度精度為1mm;所述臺面刻度81的總刻度長度為19mm,刻度間隔為0.95mm,用于配合底座刻度123實現(xiàn)位置精度細(xì)分功能，結(jié)合蝸輪蝸桿和分度盤的細(xì)分，實現(xiàn)精密運動平臺的用于配合安裝軸承座7的第一凹槽122和用于容納螺母座11的第二凹槽125;所述螺母座平行安裝，第二凹槽125底部設(shè)置有滾珠絲杠限位結(jié)構(gòu)124,防止絲杠螺母101超過最大行8的兩側(cè)；第一支撐板6a的底部和第二支撐板6b的底部均設(shè)置有第一通孔61和第二通孔62,所述第一通孔61和第二通孔62均用于與底座12固定連接；第一支撐板6a和第二支撐板6b的中部位置均設(shè)置有用于與連接柱14固定的螺紋孔；第一支撐板6a和第二支撐板6b的上端位置均設(shè)有通孔63,用于轉(zhuǎn)動連接所述蝸桿3;所述第二支撐板6b的頂部設(shè)置有螺紋孔64,用于所述指針15的安裝固定。[0047]進(jìn)一步地，所述指針15包括方形端151和指示端152,所述方形端151的中部設(shè)置有通孔，用于指針15的安裝固定，指示端152為直徑為1mm,長度為8~10mm的圓柱桿體，用于指示所述分度盤19上的刻度。[0048]進(jìn)一步地，所述渦輪16中心位置162設(shè)有通孔，用于配合所述絲杠102穿過；渦輪16輪16周向設(shè)有20個渦輪齒，渦輪16通過渦輪齒與蝸桿3相嚙合。[0049]進(jìn)一步地，所述蝸桿3為單頭蝸桿，蝸桿3中部桿身31設(shè)為輪齒；蝸桿3兩端均設(shè)為光軸結(jié)構(gòu)，均通過第二法蘭軸承20與相應(yīng)的支撐板轉(zhuǎn)動連接；蝸桿3的一個光軸結(jié)構(gòu)端設(shè)為完全光軸端32,用于安裝分度盤19,蝸桿3另一個光軸結(jié)構(gòu)端，在靠近輪齒位置設(shè)置有螺紋33,用于與調(diào)節(jié)螺母4螺紋連接，通過擰緊調(diào)節(jié)螺母4以壓緊第二法蘭軸承20的內(nèi)環(huán)，保證蝸桿3轉(zhuǎn)動時的穩(wěn)定性。[0050]進(jìn)一步地，所述分度盤19中心位置設(shè)置有分度盤通孔191,用于蝸桿3的完全光軸第二法蘭軸承20的內(nèi)環(huán)，保證分度盤19與蝸桿3同時轉(zhuǎn)動；分度盤19周向設(shè)置分度盤刻度193,將分度盤19圓周等分為50格，且與蝸輪蝸桿的傳動比1:20配合，將絲杠102的旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)確細(xì)分至微米讀數(shù)。[0051]進(jìn)一步地，所述調(diào)節(jié)螺母4中心設(shè)置調(diào)節(jié)螺母螺孔41,用于相應(yīng)的蝸桿