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1、组合驱动微位移调节装置的制作方法专利名称：组合驱动微位移调节装置的制作方法技术领域：本发明涉及一种位移调节装置，具体涉及一种组合驱动微位移调节装置。背景技术：精密位移调节在精密机械制造、微机电系统、光学元件调整、机器人技术等领域有着广泛的应用。机械式位移调整装置应用广泛，具有结构简单、操作控制方便等优点，常见的机械式位移调整方法包括(1)双螺纹传动；( 差动丝杆传动；( 多级精密齿轮传动；(4)蜗轮蜗杆机构等。在先技术(何豫生等专利，申请号03203863. 1，申请日2003年2月一种微位移调节装置)中，调节装置由固定环、调节环与位移环组成，采用双螺纹方式，通过两个螺纹的螺距差实现位移的细微
2、和精确调节。在先技术(李安虎等专利，申请号200910196308. 7，申请日2009年9月组合式传动可变角度位移调节装置)中，调节装置采用蜗轮蜗杆机构和螺杆传动机构的组合传动方式实现不同的角度或位移调整。上述机构满足了不同场合的使用要求，但是单一的机械式位移调节装置由于存在较多的结构耦合，导致其动态性能较差、传动不平稳、噪音较大等缺点；此外，单一的机械式位移调节设备往往不能实现精确、平稳调节，而具有精确平稳调节的设备结构复杂、造价昂贵。因此，单一的机械式位移调节装置难以满足复杂机构微位移的精确、平稳调节要求。单一的液压式位移调节装置尽管传动平稳、操作简单，但是由于其能量损失较大、 传动效率
3、较低，也难以满足复杂机构微位移的精确调节要求。为了克服上述缺陷，本发明提出一种组合驱动微位移调节装置，通过蜗轮蜗杆机构和丝杆螺母机构的二级减速传动以及静液压减速传动实现复杂机构微位移的精确、平稳调节要求。发明内容本发明的目的在于提出一种组合驱动微位移调节装置，通过机、电、液组合驱动实现工作台的精密、平稳位移调节。本发明提出的组合驱动微位移调节装置，由蜗轮蜗杆传动模块、蜗轮轴6、旋转轴 4、键5、滚动轴承21、光栅尺22、轴承挡圈20、滑块19、壳体16、第三油缸17、液压传动模块、 工作台11以及驱动控制系统组成，其中蜗轮轴6通过螺钉3与蜗轮蜗杆传动模块固定连接；旋转轴4的一端为光杆，通过键5
4、 连接蜗轮轴6，旋转轴4的另一端为螺纹杆，与螺母18螺纹副连接，旋转轴4位于滚动轴承 21中，滚动轴承21位于壳体16的端孔内，并用轴承挡圈20固定；螺母18底端与滑块19刚性联结，壳体16内底面设有导轨，滑块19沿所述导轨做直线往复运动，螺母18右端为等效活塞，连接第三油缸17，并通过密封垫圈31密封；第三油缸17位于壳体16内，通过液压回路32与液压传动模块的油缸连通；液压传动模块的活塞连接工作台11，实现工作台11的微位移调节；工作台11上装有光栅尺22，用于测量工作台11的实际位移量；所述蜗轮蜗杆传动模块由电动机23、电机支架M、联轴器25、蜗轮箱沈、第一向心轴承观、第一挡圈27、第二
5、向心轴承30、第二挡圈四、蜗轮1和蜗杆2组成，其中电动机23固定于电机支架M上，电动机23 端连接联轴器25，另一端连接驱动控制系统，联轴器25连接蜗杆2 ；蜗杆2两侧分别设有第一向心轴承观和第二向心轴承30，第一向心轴承观和第二向心轴承30分别位于蜗轮箱沈的一对同轴孔内，并分别用第一挡圈27和第二挡圈四固定；锅杆2和蜗轮1啮合传动，蜗轮1通过螺钉3固定在蜗轮轴6的中间环形面上。本发明中，所述电动机23可以采用步进电机。本发明中，所述液压传动模块也可以为单个或多个液压传动模块，视具体情况而定。所述液压传动模块由油缸、箱体、活塞、压缩弹簧和隔板组成；油缸布置在箱体内，并通过液压回路与第三油缸17
6、相通；隔板固定在箱体内；活塞上套有压缩弹簧，压缩弹簧一端顶在活塞的左侧端面上，另一端固定于隔板上；活塞一端接触油缸，另一端连接工作台11。本发明中，所述驱动控制系统由计算机35、I/O控制电路36、电动机驱动器37、信号处理与控制电路38组成，驱动控制系统可以实现开环或闭环控制，计算机35、I/O控制电路36、电动机驱动器37、电动机23和信号处理与控制电路38依次连接构成开环控制，计算机35通过I/O控制电路36控制电动机驱动器37，驱动电动机23做旋转运动，通过蜗轮1 与蜗杆2的啮合传动、旋转轴4与螺母18的螺纹传动以及静液压传动的协同作用，实现工作台11的微位移调节。光栅尺22安装在工作
7、台11上，用来测量工作台11的实际位移调节量。为了进一步提高控制精度，计算机35、I/O控制电路36、电动机驱动器37、电动机 23、光栅尺22和信号处理与控制电路38依次连接，使驱动控制系统构成闭环系统，光栅尺 22所测出的位移量经过信号处理与控制电路38反馈给计算机35，与理论量进行比较得出误差值，闭环实现对电动机23的旋转角度的实时修正，从而实现工作台11的精密微位移调节。本发明的技术效果1.蜗轮蜗杆机构和丝杆螺母机构的二级减速传动，实现工作台的位移精密调节。本发明中通过蜗轮1与蜗杆2的啮合传动、旋转轴4与螺母18的螺纹传动的协同作用，实现工作台11的位移精密调节。其中蜗轮1与蜗杆2的啮
8、合传动既可以实现较大传动比的减速传动，也能实现装置的自锁效果；通过滑块19的牵引作用，旋转轴4与螺母 18的螺纹传动可以实现螺母19的直线往复运动。2.静液压减速传动，实现工作台的位移平稳、精密调节。本发明中螺母18接触第三油缸17，第三油缸17通过液压回路32分别与两个液压传动模块的油缸连通，两个液压传动模块的活塞分别连接工作台11。通过静液压传动，螺母18的直线运动传递给两个液压模块的活塞，推动工作台11进行微位移调整。静液压传动依靠油液的连续流动而进行传动，油液具有吸振能力，传动十分平稳，可以实现工作台11 的平稳位移调节。同时通过改变第三油缸17与第一油缸33 (或第二油缸34)的直径
9、比，可以实现静液压传动的减速比调节。3.活塞轴向运动的消隙处理分别在第一活塞8和第二活塞12上套有第一压缩弹簧9和第二压缩弹簧14，通过实施4一定的预紧力可以实现第一活塞8、第二活塞9始终与第一油缸33、第二油缸34的液压油始终接触，保证工作台11的调节精度。4.本发明驱动控制系统可以实行开环或闭环控制。光栅尺22安装在工作台11上，用来测量工作台11的实际位移量。光栅尺11所测出的实际位移量既可以直接输出，实行开环控制，也可以经过信号处理与控制电路38反馈给计算机35，与理论量进行比较得出误差值，闭环实现对电动机23的旋转角度的实时修正，从而实现工作台11的精密微位移调整。 5.本装置可以实
10、现对单个或多个工作台的精密位移调整本发明中，液压传动模块可以为单个、两个或多个，一个工作台的位移调整可以使用单个或多个液压传动模块，因此本装置可以实现对单个或多个工作台的精密位移调整。本发明的技术优点相对于在先技术，本发明中通过使用蜗轮蜗杆机构和丝杆螺母机构的二级减速传动， 减速比大，可实现工作台的精密位移调节；本发明中静液压传动依靠油液的连续流动而进行传动，油液具有吸振能力，传动十分平稳，可实现位移的平稳调节；同时通过改变第三油缸与第一油缸的直径比，可以实现静液压传动的减速比调节；本发明通过压缩弹簧来保证活塞与油缸始终接触，提高了装置的调节精度；本发明中蜗轮蜗杆机构可以实现装置的自锁。本发明
11、可以实现对单个或多个工作台的精密位移调整，以满足复杂机构的不同调节控制要求；此外，通过改变不同液压模块的油缸内腔直径，本发明也可以实现对工作台的多维角度调节。图1为本发明实施例1组合驱动微位移调节装置的总体结构剖视图。图2为本发明中蜗轮蜗杆传动模块的局部视图。图3为驱动控制系统开环控制流程图。图4为驱动控制系统闭环控制流程图。图中标号1为蜗轮，2为蜗杆，3为螺钉，4为旋转轴，5为键，6为蜗轮轴，7为第一箱体，8为第一活塞，9为第一压缩弹簧，10为第一隔板，11为工作台，12为第二活塞，13为第二隔板，14为第二压缩弹簧，15为第二箱体，16为壳体，17为第三油缸，18为螺母，19为滑块，20为
12、轴承挡圈，21为滚动轴承，22为光栅尺，23为电动机，24为电机支架，25为联轴器，26为涡轮箱，27为第一挡圈，观为第一向心轴承，29为第二挡圈，30为第二向心轴承，31 为密封垫圈，32为液压回路，33为第一油缸，34为第二油缸，35为计算机，36为I/O控制电路，37为电动机驱动器，38为信号处理与控制电路。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明组合驱动微位移调节装置做进一步说明，但不应该以此限制本发明的保护范围。先参阅图1-图2所示。图1为本发明组合驱动微位移调节装置的总体结构剖视图。图2为本发明中蜗轮蜗杆传动模块的局部视图。由图1-图2可见，本发明组合驱动微位移调节装置包括蜗轮蜗
13、杆传动模块、蜗轮轴6、旋转轴4、螺钉3、键5、滚动轴承21、光栅尺22、轴承挡圈20、螺母18、滑块19、壳体16、第三油缸17、两个液压传动模块和工作台11。 其中蜗轮轴6通过螺钉3与蜗轮蜗杆传动模块固定连接；旋转轴4的一端为光杆，通过键 5连接蜗轮轴6，旋转轴4的另一端为螺纹杆，与螺母18螺纹副连接，旋转轴4位于滚动轴承21中，滚动轴承21位于壳体16端孔内，并用轴承挡圈20轴向固定；螺母18底端与滑块 19刚性联结在一起，沿着壳体16底面的导轨做直线往复运动，螺母18右端为等效活塞，连接第三油缸17，并使用密封垫圈31密封；第三油缸17位于壳体16内，通过液压回路32分别与两个液压传动模
14、块的油缸连通；两个液压传动模块的活塞分别连接工作台11，实现工作台11的精密位移调节；工作台11上装有光栅尺22，用于测量工作台11的实际调节位移量；所述的蜗轮蜗杆传动模块由电动机23、电机支架24、联轴器25、蜗轮箱沈、第一向心轴承观、第一挡圈27、第二向心轴承30、第二挡圈四、蜗轮1和蜗杆2组成，其中电动机23 由电机支架M固定，电动机23连接联轴器25，联轴器25连接蜗杆2 ；蜗杆2两侧分别位于第一向心轴承28和第二向心轴承30中，第一向心轴承28和第二向心轴承30中分别位于蜗轮箱26的一对同轴孔内，并分别用第一挡圈27和第二挡圈四固定；蜗杆2和蜗轮1啮合传动，蜗轮1通过螺钉3固定在蜗轮
15、轴6的中间环形面上；本实施例中，所述的两个液压传动模块分别为第一液压传动模块和第二液压传动模块，其中所述的第一液压传动模块由第一油缸33、第一箱体7、第一活塞8、第一压缩弹簧9和第一隔板10组成；其中第一油缸33布置在第一箱体7内，并通过液压回路32与第三油缸17相通；第一隔板10固定在第一箱体7内；第一活塞8上套有第一压缩弹簧9，第一压缩弹簧9 一端顶在第一活塞8的左侧端面上，另一端固定于第一隔板10上；第一活塞8 一端接触第一油缸33，另一端连接工作台11。所述的第二液压传动模块由第二油缸34、第二箱体15、第二活塞12、第二压缩弹簧14和第二隔板13组成；其中第二油缸34布置在第二箱体1
16、5内，并通过液压回路32与第三油缸17相通；第二隔板13固定在第二箱体15内；第二活塞12上套有第二压缩弹簧 14，第二压缩弹簧14 一端顶在第二活塞12的左侧端面上，另一端固定于第二隔板13上；第二活塞12端接触第二油缸34，另一端连接工作台11。所述电动机23采用步进电机。根据图1-图2所示，本实施实例工作台位移调节过程为当电动机23正转时，受蜗轮1与蜗杆2的啮合传动、旋转轴4与螺母18的螺纹传动以及滑块19的牵引作用，实现螺母18向右做直线运动，油缸的体积减小、压力增大，第一压缩弹簧9和第二弹簧14分别推动第一活塞8、第二活塞12向右做直线运动，实现工作台11的向右微位移调节；当电动机23反转时，通过蜗轮1与蜗杆2的啮合传动、滑块19的牵引作用以及旋转轴4与螺母18的螺纹传动，实现螺母19向左做直线运动，油缸的体积增大、压力减小，第一压缩弹簧9和第二压缩弹簧14分别推动第一活塞8、第二活塞12向左做直线运动，实现工作台11的向左微位移调节。图3为运动的开环控制系统。图4为运动的闭环控制
