[发明专利]一种高精度、高负载直线位移平台

说明书

本发明公开了一种高精度、高负载直线位移平台，步进电机通过联轴器与蜗杆轴连接，蜗杆和蜗杆轴刚性固联，蜗轮和蜗杆啮合，输出较大的传动比，蜗轮通过蜗轮轴与丝杠连接，蜗轮轴另外一端连接有高精度位置传感器，丝杠驱动载物台运动，载物台固定在高精度、高负载的直线导轨的滑块上，直线导轨固定在底座上。步进电机工作时，带动蜗轮蜗杆副运动，丝杠和直线导轨最终将步进电机轴的旋转运动转化为直线运动，直线运动的工作行程范围由两光电限位开关和安装于载物台上的位置触发装置控制，直线运动的安全行程范围由安装于底座上的机械限位挡块控制。可实现8kg负载、工作运动行程16mm的情况下，在空间任意姿态下直线性精度优于0.008mm，重复定位精度优于0.002mm。

技术领域

本发明涉及一种高精度、高负载直线位移平台，属于精密机械领域。

背景技术

直线位移平台广泛运用在光电经纬仪的调焦、变焦等需要进行精密调整的功能单元，传统的直线位移平台主要针对水平面放置工况条件下使用。在光电经纬仪的使用中，会出现调焦、变焦等需要进行精密调整的功能单元在不同仰角甚至是竖直情况下进行精密调整的工况，而对于大型光电经纬仪中的调焦、变焦功能单元，通常重量都很重，传统的直线位移平台难以满足类似的极端工况，因此，发明一种可以在空间任意姿态下(包括竖直、悬吊等)均可实现高精度和高负载的直线位移平台是非常必要的。

发明内容

本发明要解决技术问题为：提供一种可以在空间任意姿态下(包括竖直、悬吊等)均可实现高精度和高负载的直线位移平台。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：一种高精度、高负载直线位移平台，该位移平台在空间任意姿态(包括竖直、悬吊等)下均可实现高精度和高负载，步进电机固定安装在电机固定架上，电机固定架安装在齿轮箱上，步进电机通过第一联轴器与蜗杆轴连接，蜗杆和蜗杆轴刚性固联，蜗轮和蜗杆啮合，输出较大的传动比，蜗轮通过蜗轮轴与丝杠连接，蜗轮轴另外一端连接有高精度位置传感器，位置传感器安装在位置传感器支座上，位置传感器支座安装在齿轮箱上，丝杠两端由丝杠支座组件Ⅰ和丝杠支座组件Ⅱ限制其轴向自由度，丝杠螺帽支架上安装有与载物台连接的过渡连接板，过渡连接板与载物台的方孔过渡配合，载物台固定在高精度、高负载的直线导轨的滑块上，直线导轨固定在底座上，两光电限位开关固定安装在底座上，位置触发装置固定安装在载物台上，机械限位挡块Ⅰ和机械限位挡块Ⅱ固定安装在底座上，分布于载物台直线运动方向两端，直线运动的工作行程范围由两光电限位开关和安装于载物台上的位置触发装置控制，直线运动的安全行程范围由安装于底座上的机械限位挡块Ⅰ和机械限位挡块Ⅱ控制。

其中，步进电机在通电工作时，带动通过第一联轴器连接的蜗杆轴、蜗杆同步转动，蜗杆与蜗杆轴刚性固联，蜗轮与蜗杆啮合，蜗轮与蜗轮轴刚性固联，蜗轮轴两端分别与丝杠和高精度位置传感器连接，其中，高精度位置传感器通过第二联轴器与蜗轮轴连接，丝杠与蜗轮刚性固联，蜗轮的旋转运动传递到丝杠，进而转化为丝杠螺帽支架的直线运动，过渡连接板固定在丝杠螺帽支架上，并与载物台的方孔对应，丝杠螺帽支架通过过渡连接板驱动载物台运动，载物台固定在四个(两组)高精度、高负载的直线导轨的滑块上，滑块可在两根导轨上沿直线方向滑动，两根直线导轨固定在底座上，至此，步进电机轴的旋转运动转化为载物台的直线运动，载物台的直线运动过程中，由两个固定安装在底座上的光电限位开关和固定安装在载物台上的位置触发装置共同限定其工作行程范围，其中一个光电限位开关确定高精度位置传感器的零位，载物台相对于零位的位置由高精度位置传感器确定，在光电限位开关失效的情况下，载物台的位置会越过光电限位开关限定的位置，此时，在载物台直线运动的两端，于底座上安装的机械限位挡块Ⅰ和机械限位挡块Ⅱ可保护位移平台不受损坏。

其中，该位移平台可实现8kg负载、工作运动行程16mm的情况下，在空间任意姿态下(包括竖直、悬吊等)直线性精度优于0.008mm，重复定位精度优于0.002mm。