一种手动对准的三自由度微动角位台

1.一种手动对准的三自由度微动角位台，其特征在于，包括底座(1)、台面(2)、固定台(3)、连接台(4)、分厘卡(6)、角度倾斜板(7)和铰接钢片(8)，所述底座(1)包括Z向底座(111)和XY向底座(112)；所述固定台(3)包括Z向固定台(31)和XY向固定台(32)，所述Z向固定台(31)安装在Z向底座(111)上，所述XY向固定台(32)安装在XY向底座(112)上；所述连接台(4)包括第一连接台(41)与第二连接台(42)；
所述角度倾斜板(7)包括第一角度倾斜板(71)、第二角度倾斜板(72)、第三角度倾斜板(73)、第四角度倾斜板(74)第五角度倾斜板(75)和第六角度倾斜板(76)，所述第一角度倾斜板(71)和第二角度倾斜板(72)沿Z轴对称设置在第一连接台(41)的两侧，所述第一角度倾斜板(71)和第二角度倾斜板(72)的一端通过铰接钢片(8)固定在Z向固定台(31)上，另一端通过铰接钢片(8)将第一连接台(41)的支撑端固定，所述第三角度倾斜板(73)和第四角度倾斜板(74)沿X轴对称设置在所述第二连接台(42)的两侧，所述第三角度倾斜板(73)和第四角度倾斜板(74)的一端通过铰接钢片(8)固定在XY向固定台(32)上，另一端通过铰接钢片(8)将第二连接台(42)的支撑端固定，所述第五角度倾斜板(75)和所述第六角度倾斜板(76)沿Y轴对称设置在XY向底座(112)的两侧，所述第五角度倾斜板(75)和所述第六角度倾斜板(76)的一端通过铰接钢片(8)固定在XY向底座(112)上，另一端通过铰接钢片(8)固定在台面(2)下方；
所述第二连接台(42)固定在所述第一连接台(41)上；
所述分厘卡(6)包括第一分厘卡(61)、第二分厘卡(62)和第三分厘卡(63)；所述第一分厘卡(61)安装在Z向底座(111)上，并且所述第一分厘卡(61)的活动端与所述第一连接台(41)的活动端连接，所述第一分厘卡(61)推动所述第一连接台(41)绕Y轴旋转，所述第二分厘卡(62)安装在XY向底座上，并且所述第二分厘卡(62)的活动端与所述第二连接台(42)的活动端连接，所述第二分厘卡(62)推动所述第二连接台(42)绕Z轴旋转，所述第三分厘卡(63)的活动端与所述台面(2)的活动端连接，所述第三分厘卡(63)推动所述台面(2)绕X轴旋转。
2.根据权利要求1中所述的手动对准的三自由度微动角位台，其特征在于：还包括挡板(9)，所述挡板(9)包括第一挡块(91)和第二挡块(92)，所述第一挡块(91)和第二挡块(92)采用柔性铰链结构，所述第一挡块(91)安装在XY向底座(112)的一侧上，所述第二分厘卡(62)与第一挡块(91)的一端连接，所述第一挡块(91)的另一端与阶梯轴(10)连接，所述阶梯轴(10)固定在第二连接台(42)的活动端，所述第二分厘卡(62)推动第一挡块(91)旋转带动阶梯轴(10)移动，从而带动第二连接台(42)绕Z轴旋转；
所述第二挡块(92)安装在XY向底座(112)的另一侧上，通过连接板(13)与安装在台面(2)上的滚动轴承(12)连接，所述第三分厘卡(63)的活动端与第二挡块(92)连接，所述第三分厘卡(63)推动第二挡块(92)旋转，拨动滚动轴承(12)旋转并带动连接板(13)，从而使得台面(2)绕X轴旋转。
3.根据权利要求2中所述的手动对准的三自由度微动角位台，其特征在于：所述第一分厘卡(61)活动端与第一连接台(41)、所述第二分厘卡(62)活动端与第一挡块(91)、第三分厘卡(63)活动端与第二挡块(92)之间均为点接触。
4.根据权利要求1至3之一所述的手动对准的三自由度微动角位台，其特征在于：所述分厘卡(6)为精密螺旋测微头，所述分厘卡(6)的驱动方式为手动旋转。

一种手动对准的三自由度微动角位台\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种手动对准的三自由度微动角位台。\n背景技术\n[0002] 光信息技术的发展推动者通信事业的进步，随着光纤通信和光纤传感技术的发展，光电子器件的制备成为了光信息技术进一步发展的关键。光电子集成器件的封装技术影响着光电子器件的可靠性，关键的封装工艺与封装设备可以大幅度的提高生产效率、保证器件的质量。\n[0003] 现有的封装设备主要有全自动封装设备和手动封装设备两种，前者适用于大批量流水线生产，后者适用小批量多规格生产，所以在全自动封装设备高速发展的同时，手动平台尤其是六维高精度多通用的对准平台依然占据很大的市场。\n[0004] 目前的六维高精度多通用对准平台多采用单自由度微动平台组合而成，组合结构复杂，加工要求高，价格也比较高。\n发明内容\n[0005] 本发明克服现有技术的不足而提供一种结构紧凑，加工要求相对简单，定位精度高，操作方便简洁，可以提高集成光子芯片与阵列光纤手动对准的工作效率和产品质量的手动对准的三自由度微动角位台。\n[0006] 一种手动对准的三自由度微动角位台,包括底座、台面、固定台、连接台、分厘卡、角度倾斜板和铰接钢片，所述底座包括Z向底座和XY向底座；所述固定台包括Z向固定台和XY向固定台，所述Z向固定台安装在Z向底座上，所述XY向固定台安装在XY向底座上；\n所述连接台包括第一连接台与第二连接台；\n[0007] 所述角度倾斜板包括第一角度倾斜板、第二角度倾斜板、第三角度倾斜板、第四角度倾斜板第五角度倾斜板和第六角度倾斜板，所述第一角度倾斜板和第二角度倾斜板沿Z轴对称设置在第一连接台的两侧，所述第一角度倾斜板和第二角度倾斜板的一端通过铰接钢片固定在Z向固定台上，另一端通过铰接钢片将第一连接台的支撑端固定，所述第三角度倾斜板和第四角度倾斜板沿X轴对称设置在所述第二连接台的两侧，所述第三角度倾斜板和第四角度倾斜板的一端通过铰接钢片固定在XY向固定台上，另一端通过铰接钢片将第二连接台的支撑端固定，所述第五角度倾斜板和所述第六角度倾斜板沿Y轴对称设置在XY向底座的两侧，所述第五角度倾斜板和所述第六角度倾斜板的一端通过铰接钢片固定在XY向底座上，另一端通过铰接钢片固定在台面下方；\n[0008] 所述第二连接台固定在所述第一连接台上；\n[0009] 所述分厘卡包括第一分厘卡、第二分厘卡和第三分厘卡；所述第一分厘卡安装在Z向底座上，并且所述第一分厘卡的活动端与所述第一连接台的活动端连接，所述第一分厘卡推动所述第一连接台绕Y轴旋转，所述第二分厘卡安装在XY向底座上，并且所述第二分厘卡的活动端与所述第二连接台的活动端连接，所述第二分厘卡推动所述第二连接台绕Z轴旋转，所述第三分厘卡的活动端与所述台面的活动端连接，所述第三分厘卡推动所述台面绕X轴旋转。\n[0010] 还包括挡板，所述挡板包括第一挡块和第二挡块，所述第一挡块和第二挡块采用柔性铰链结构，所述第一挡块安装在XY向底座的一侧上，所述第二分厘卡与第一挡块的一端连接，所述第一挡块的另一端与阶梯轴连接，所述阶梯轴固定在第二连接台的活动端，所述第二分厘卡推动第一挡块旋转带动阶梯轴移动，从而带动第二连接台绕Z轴旋转；\n[0011] 所述第二挡块安装在XY向底座的另一侧上，通过连接板与安装在台面上的滚动轴承连接，所述第三分厘卡的活动端与第二挡块连接，所述第三分厘卡推动第二挡块旋转，拨动滚动轴承旋转并带动连接板，从而使得台面绕X轴旋转。\n[0012] 所述第一分厘卡活动端与第一连接台、所述第二分厘卡活动端与第一挡块、第三分厘卡活动端与第二挡块之间均为点接触。\n[0013] 所述分厘卡为精密螺旋测微头，所述分厘卡的驱动方式为手动旋转。\n[0014] 由于采用上述结构，本专利采用手动对准的三自由度微动角位台，免去单自由度微动平台相互组合的复杂结构，该平台具有结构紧凑，加工要求相对简单，定位精度高，操作方便简洁，可以提高集成光子芯片与阵列光纤手动对准的工作效率和产品质量。\n附图说明\n[0015] 图1是本发明的结构示意图；\n[0016] 图2是本发明Z向底座部分的结构示意图：\n[0017] 图3是本发明XY向底座部分的结构示意图；\n[0018] 图4是本发明第二分厘卡、第三分厘卡、第二连接台的结构示意图；\n[0019] 图5是本发明XY向底座部分的左侧示意图；\n[0020] 图6是本发明XY向底座部分的右侧示意图。\n具体实施方式\n[0021] 下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步说明。\n[0022] 如图1至6所示，一种手动对准的三自由度微动角位台,包括X轴Y轴旋转台和Z轴旋转台上下两部分，具体包括底座1、台面2、固定台3、连接台4、分厘卡座5、分厘卡6、角度倾斜板7、铰接钢片8、挡块9、阶梯轴10、球面紧定螺钉11、滚动轴承12、连接板13。所述底座1包括Z向底座111和XY向底座112；所述固定台3包括Z向固定台31和XY向固定台32，所述Z向固定台31安装在Z向底座111上，所述XY向固定台32安装在XY向底座\n112上；所述分厘卡座5包括第一分厘卡套51、第二分厘卡座52、第三分厘卡座53，所述第一分厘卡套51固定于Z向底座111右侧，第二分厘卡座52固定于XY向底座112左侧，第三分厘卡座53固定于XY向底座112右侧；所述分厘卡6包括第一分厘卡61、第二分厘卡\n62和第三分厘卡63，它们分别与相对应的分厘卡座连接；所述角度倾斜板7包括第一角度倾斜板71、第二角度倾斜板72、第三角度倾斜板73、第四角度倾斜板74第五角度倾斜板75和第六角度倾斜板76，所述第一角度倾斜板71和第二角度倾斜板72均与铰接钢片8相连呈对称形式固定在Z向固定台31上，所述第三角度倾斜板73和第四角度倾斜板74均与铰接钢片8相连呈对称形式固定在XY向固定台32上，所述第五角度倾斜板75与铰接钢片8相连固定在XY向底座112前端，所述第六角度倾斜板76与铰接钢片8相连固定在XY向底座112后端；所述连接台4包括第一连接台41和第二连接台42，所述第一连接台41经铰接钢片8固定在第一角度倾斜板71和第二角度倾斜板72上，所述第二连接台42经铰接钢片8固定在第三角度倾斜板73和第四角度倾斜板74上；所述台面2两端由铰接钢片8分别固定在第五角度倾斜板75和第六角度倾斜板76上；所述挡板包括第一档块91和第二档块92，所述第一档块91固定在第二分厘卡座52上，所述第二档块92固定在连接板13上；\n阶梯轴10固定于XY向底座112右侧；球面紧定螺钉11固定于Z向底座111左侧；滚动轴承12固定于台面2右侧；连接板13固定于XY向底座112右侧。\n[0023] 第一连接台41与第二连接台42之间采用螺钉固定且相互垂直。\n[0024] 所述球面紧定螺钉11与第一角度倾斜板71成点接触形式，第一分厘卡61穿过第二角度倾斜板72后其顶端与第一连接台41面形成点接触，第一分厘卡61的运动通过第一连接台41传递给第一角度倾斜板71和第二连接台42，并驱使平台相对于底座实现绕Z轴微动旋转。\n[0025] 所述阶梯轴10经内六角平端紧定螺钉与第二连接台42固定为一体，其顶端与第一档块91形成点接触。\n[0026] 所述第一档块91是柔性铰链结构，所述的柔性铰链结构一端与第二分厘卡62形成点接触，另一端与阶梯轴10顶端形成点接触，还与第二分厘卡座52铰接并能绕其作微动旋转。当第二分厘卡62进给时，推动第一挡块91旋转并带动阶梯轴10。\n[0027] 所述第二档块92是柔性铰链结构，所述的柔性铰链结构一端与第三分厘卡63的活动端形成点接触，另一端上的的伸出轴与安装在台面上滚动轴承12成线接触，还与连接板13铰接可绕其作微动旋转。当第三分厘卡63进给时，推动第二挡块92并拨动滚动轴承旋转，由此带动连接板使得台面绕X轴旋转。\n[0028] 第二分厘卡62的运动通过与之成点接触的第一档块91传递给阶梯轴10和第二连接台42，并驱使平台相对于底座实现绕Z轴微动旋转。\n[0029] 第三分厘卡63的运动通过与之成点接触的第二档块92传递给固定在台面2上的滚动轴承12，带动第五角度倾斜板75和第六角度倾斜板76的运动，以此驱使平台相对于底座实现绕X轴微动旋转。\n[0030] 底座1和角度倾斜板7之间的相对位置由铰接钢片8、柔性铰链结构的挡块9和球面紧定螺钉11来保证，具有限位作用使平台实现小角度微动。\n[0031] 所述分厘卡6即精密螺旋测微头的驱动方式都为手动旋转，若采用精密电动执行器代替则成为电动对准的三自由度微动角位台。\n[0032] 上述的底座1、台面2、固定台3、连接台4、角度倾斜板7，挡块9，阶梯轴10、连接板\n13采用材料为LY12(一种高强度硬铝)，并经过表面喷砂处理，保证其耐磨度，经过缎黑处理，保证其表面抗腐蚀性。\n[0033] 上述的分厘卡6的接触形式为点接触，灵活磨损小，保证平台运动的高精度和平稳性。\n[0034] 上述的两个连接台4之间为过盈配合，保证运动传递的精确度。\n[0035] 上述的第二挡块92固定在连接板13时安装开口挡圈，防止窜动。\n[0036] 上述的第一分厘卡61的轴心与第一连接台41端面相互垂直，第二分厘卡62、第三分厘卡63的轴心分别与第一挡块91和第二挡块92端面相互垂直，所述底座四角设有面积\n10*10、高度0.2的凸台，凸台要求有1.6的表面粗糙度，减少精加工面积，降低平台成本。\n[0037] 上述的分厘卡6都采用手动选择方式驱动。\n[0038] 如图1、图2所示，铰接钢片8将角度倾斜板7、固定台3和连接台连接为一体，在底座左侧设有球面紧定螺钉11，右侧设有第一分厘卡套51，第一分厘卡61的活动端通过第二角度倾斜板72与第一连接台41相接触，当第一分厘61卡向前进给时，推动第一连接台\n41同时带动第一角度倾斜板71和第二角度倾斜板72移动，由此带动与第一连接台41连接的第二连接台42绕Y轴作微角度旋转，在进给量增加到设计值时，球面紧定螺钉和钢片限制平台的角位移，同理当第一分厘卡61向后进给时，第一连接台41同时带动第一角度倾斜板71和第二角度倾斜板72回到原位置。在XY轴旋转结构中，铰接钢片8将第三角度倾斜板73、第四角度倾斜板74、XY向固定台32和第二连接台42连接为一体，也将第五角度倾斜板75、第六角度倾斜板76、台面2和XY向底座112连接为一体，当第二分厘卡62活动端向前进给时，推动第一挡块91同时带动阶梯轴10和与之相固定的第二连接台42和台面\n2旋转，从而实现台面2绕Z轴作微角度旋转，同理当第二分厘卡62向后进给时，第一挡块\n91同时带动阶梯轴10和与之相固定的第二连接台42和台面2回到原位置。当第三分厘卡\n63向前进给时，推动第二挡块92同时带动与挡块伸出轴相接触的滚动轴承12，通过滚动轴承12带动台面2在第五角度倾斜板75和第六角度倾斜板76的支撑下旋转，最终实现台面\n2绕X轴作微角度旋转，同理当第三分厘卡向后进给时，推动第二挡块同时带动其他连锁结构，最终台面2回到原位置。