一种微器件空间角度装配装置

摘要

本发明公开了一种微器件空间角度装配装置，用于微米级细丝与柱形微器件的空间角度装配。该装置包括：控制主机、二维正交显微视觉观测装置、柱形微器件姿态调整装置、细丝位姿调整装置，其中，柱形微器件姿态调整装置包括3个旋转自由度，且通过结构设计使三个旋转轴交于一点，柱形微器件几何中心处于三个旋转轴交点，保证调整柱形微器件姿态时微器件始终处于显微视觉视野范围内，实现柱形微器件在三维空间中的任意姿态调整，满足各种空间角度装配要求；细丝位姿调整机构包括5个自由度，用于实现微米级细丝的空间位姿定位，配合装配。本发明可实现微米级细丝与柱形微器件的高精度空间角度装配，装配精度可达0.3°。

主权项

一种微器件空间角度装配装置，其特征在于：所述的装配装置包括：控制主机、二维正交显微视觉观测装置、柱形微器件姿态调整装置、细丝位姿调整装置；微米级细丝固定在细丝位姿调整装置上，柱形微器件固定在柱形微器件姿态调整装置上，周围布置所述的二维正交显微视觉观测装置；二维正交显微视觉观测装置观测微米级细丝与柱形微器件空间位姿并将采集的图像信号反馈至控制主机上，控制主机进行角度检测匹配并发送控制信号给柱形微器件姿态调整装置与细丝位姿调整装置，柱形微器件姿态调整装置与细丝位姿调整装置分别调整柱形微器件与微米级细丝的位姿，直至微米级细丝与柱形微器件的空间角度满足装配精度要求，并采用胶接固定微米级细丝与柱形微器件；所述的二维正交显微视觉观测装置包括视觉观测组件，视觉观测组件由显微视觉组件Ⅰ（1）、显微视觉组件Ⅱ（2）构成，所述的显微视觉组件Ⅰ（1）位于水平平面上，显微视觉组件Ⅱ（2）位于竖直平面上，显微视觉组件Ⅰ（1）与显微视觉组件Ⅱ（2）的光轴夹角为90°；所述的二维正交显微视觉观测装置还包括观测控制装置，观测控制装置由显微视觉位置调整装置Ⅰ（3）、显微视觉位置调整装置Ⅱ（4）构成，所述的显微视觉组件Ⅰ（1）固定在显微视觉位置调整装置Ⅰ（3）上，显微视觉组件Ⅱ（2）固定在显微视觉位置调整装置Ⅱ（4）上；所述的显微视觉位置调整装置Ⅰ(3)与显微视觉位置调整装置Ⅱ(4)均有X、Y、Z三个方向的自由度；所述的细丝位姿调整装置包括细丝夹持器（5）和细丝位姿调整机构（6），微米级细丝通过细丝夹持器（5）固定在细丝位姿调整机构（6）上；所述的细丝夹持器（5）通过黏附方式夹持微米级细丝；所述的细丝位姿调整机构（6）包含X、Y、Z、θx、θy 五个方向自由度；所述的柱形微器件姿态调整装置包括柱形微器件夹持器（7）和柱形微器件姿态调整机构（8），柱形微器件通过柱形微器件夹持器（7）固定在柱形微器件姿态调整机构（8）上；所述的柱形微器件姿态调整机构（8）包括3个旋转自由度，且三个旋转轴交于一点；所述的柱形微器件夹持器（7）采用机械夹持方式，柱形微器件几何中心与柱形微器件姿态调整机构（8）的旋转轴交点重合，位置偏差范围为‑20um~+20um。