一種超長行程高加速高精密定位一維平臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種超長行程高加速高精密定位一維平臺(tái)，包括底座，直線電機(jī)動(dòng)子，粗定位平臺(tái)，壓電致動(dòng)器，高精密定位平臺(tái)，第一直線電機(jī)定子，第一緩沖連接板，第二直線電機(jī)定子，第二緩沖連接板。粗定位平臺(tái)通過壓電致動(dòng)器連接高精密定位平臺(tái)，粗定位平臺(tái)與所述超長行程直線電機(jī)定子連接，第一超長行程直線電機(jī)定子與第二超長行程直線電機(jī)定子串聯(lián)連接，第一緩沖連接板與第二緩沖連接板通過串聯(lián)連接來實(shí)現(xiàn)粗定位平臺(tái)超長行程，第一超長行程直線電機(jī)定子通過第一緩沖連接板與大理石底座連接，第二緩沖連接板通過第二緩沖連接板與大理石底座連接。該超長行程高加速高精密定位一維平臺(tái)解決了現(xiàn)有技術(shù)無法突破更長行程高加速的精密定位問題。
【專利說明】一種超長行程高加速高精密定位一維平臺(tái)

【技術(shù)領(lǐng)域】
:
[0001]本實(shí)用新型涉及一種一維平臺(tái)，尤其涉及一種超長行程高加速高精密定位一維平臺(tái)。

【背景技術(shù)】
[0002]在超精密加工，微電子制造等精密工程領(lǐng)域，大行程、高加速和高精密定位平臺(tái)作為關(guān)鍵設(shè)備起著非常重要的作用，隨著高科技發(fā)展和市場需求增加，在滿足高加速和高精密定位的同時(shí)，對(duì)超長行程的定位提出了更高的要求。設(shè)計(jì)超長行程、高加速高精密定位平臺(tái)對(duì)于提高平臺(tái)速度和加速度，縮短機(jī)械加工時(shí)間，有效的提高生產(chǎn)率具有重要意義。
[0003]目前國內(nèi)的高加速高精密的定位主要是音圈電機(jī)與壓電驅(qū)動(dòng)器等來完成，這些定位雖然對(duì)于加速速度有了一定的提高，但是定位的行程會(huì)受到限制；通過超長行程直線電機(jī)可以突破定位行程的限制，實(shí)現(xiàn)超長行程，并且滿足高加速高精密定位，這對(duì)于現(xiàn)代化的微電子制造領(lǐng)域的應(yīng)用具有一定的應(yīng)用意義。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]針對(duì)上述缺陷或不足，提供了超長行程高加速高精密定位一維平臺(tái)，該精密定位一維平臺(tái)解決了現(xiàn)有技術(shù)無法突破超長行程高加速的高精密定位問題。
[0005]為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
[0006]包括，底座上安裝有相串聯(lián)的第一緩沖連接板和第二緩沖連接板，第一緩沖連接板上安裝有第一直線電機(jī)定子，第二緩沖連接板上安裝有第二直線電機(jī)定子，第一直線電機(jī)定子與第二直線電機(jī)定子串聯(lián)連接，組成了超長行程電機(jī)直線電機(jī)定子，超長行程電機(jī)直線電機(jī)定子上通過軌道安裝有粗定位平臺(tái)，粗定位平臺(tái)的中央安裝有高精密定位平臺(tái)，粗定位平臺(tái)與高精密定位平臺(tái)之間通過壓電致動(dòng)器相連接，粗定位平臺(tái)的下面安裝有用于提供動(dòng)力的直線電機(jī)動(dòng)子。
[0007]所述第一直線電機(jī)定子上安裝有第一導(dǎo)軌和第三導(dǎo)軌，第二直線電機(jī)定子上安裝有第二導(dǎo)軌和第四導(dǎo)軌，第一導(dǎo)軌與第二導(dǎo)軌串聯(lián)連接，組成了第一超長導(dǎo)軌，第三導(dǎo)軌與第四導(dǎo)軌串聯(lián)連接，組成了第二超長導(dǎo)軌；粗定位平臺(tái)的下表面兩側(cè)安裝有與第一超長導(dǎo)軌以及第二超長導(dǎo)軌相配合的第一滑塊。
[0008]所述第一超長導(dǎo)軌與第二超長導(dǎo)軌的兩端安裝有用于位移限制的第一導(dǎo)軌擋塊和第二導(dǎo)軌擋塊。
[0009]粗定位平臺(tái)上安裝有用于讀取粗定位平臺(tái)運(yùn)動(dòng)位移的粗光柵尺讀數(shù)頭，以及用于讀取高精密定位平臺(tái)運(yùn)動(dòng)位移的精光柵尺讀數(shù)頭。
[0010]所述直線電機(jī)動(dòng)子上開設(shè)有螺紋口，粗定位平臺(tái)通過螺紋口與直線電機(jī)動(dòng)子緊固連接。
[0011]所述超長行程電機(jī)直線電機(jī)定子的兩端安裝有用于限制直線電機(jī)動(dòng)子在預(yù)訂行程內(nèi)運(yùn)動(dòng)的第一擋板和第二擋板。
[0012]所述底座的一側(cè)上安裝有第一軌道和第二軌道，第一軌道和第二軌道相串聯(lián)連接，組成了第一超長軌道，底座的另一側(cè)上安裝有第三軌道和第四軌道，第三軌道和第四軌道相串聯(lián)連接，組成了第二超長軌道，第一超長軌道與第二超長軌道相平行，第一超長軌道與第二超長軌道的外側(cè)安裝有若干導(dǎo)桿擋塊；相串聯(lián)的第一緩沖連接板與第二緩沖連接板結(jié)構(gòu)相同，其中，第一緩沖連接板的下表面的兩側(cè)安裝有與第一超長軌道和第二超長軌道相配合的第二滑塊，第一緩沖連接板的兩側(cè)安裝有導(dǎo)桿，導(dǎo)桿的兩端套設(shè)有彈簧，當(dāng)?shù)谝痪彌_連接板安裝于底座上時(shí)，導(dǎo)桿的兩端所套設(shè)的彈簧卡合于導(dǎo)桿擋塊的兩側(cè)。
[0013]所述底座上安裝有用于限制第一緩沖連接板和第二緩沖連接板位移的第一緩沖連接板擋塊和第二緩沖連接板擋塊。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)比較，本實(shí)用新型的有效果為:
[0015]本實(shí)用新型提供一種超長行程高加速高精密定位一維平臺(tái)，把第一超長行程直線電機(jī)定子與第二超長行程直線電機(jī)定子串聯(lián)連接，并可以根據(jù)需要增加相同直線電機(jī)定子進(jìn)行串聯(lián)，最終實(shí)現(xiàn)超長行程運(yùn)動(dòng)，另外，由于在底座與直線電機(jī)定子之間安裝有第一緩沖連接板與第二緩沖連接板，并且第一緩沖連接板與第二緩沖連接板通過串聯(lián)連接來實(shí)現(xiàn)電機(jī)在運(yùn)動(dòng)過程中振動(dòng)減弱或者隔振，最終實(shí)現(xiàn)超長行程高加速高精密定位的一維運(yùn)動(dòng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本實(shí)用新型超長行程高加速高精密定位一維平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一維定位平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的直線電機(jī)動(dòng)子放大結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供超長行程電機(jī)定子的放大結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的緩沖板的放大結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的大理石底座放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖中，I為底座，2為直線電機(jī)動(dòng)子，3為粗定位平臺(tái)，4為壓電致動(dòng)器，5為高精密定位平臺(tái)，6為第一直線電機(jī)定子，7為第一緩沖連接板，8為第二直線電機(jī)定子，9為第二緩沖連接板，10為第一滑塊，11為粗光柵尺讀數(shù)頭，12為精光柵尺讀數(shù)頭，13為螺紋口，14為第一擋板，15為第一導(dǎo)軌擋塊,16-1為第一導(dǎo)軌,16-2為第三導(dǎo)軌,17-1為第二導(dǎo)軌,17-2為第四導(dǎo)軌，18為第二導(dǎo)軌擋塊，19為第二擋板，20為螺孔，21為固定孔，22為彈簧，23為導(dǎo)桿，24為第二滑塊，25為第一擋塊，26為導(dǎo)桿擋塊，27-1為第一軌道，27-2為第三軌道，28-1為第二軌道，28-2為第四軌道，29為第二擋塊。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)描述。
[0025]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0026]如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種超長行程高加速高精密定位一維平臺(tái)，包括，底座I上安裝有相串聯(lián)的第一緩沖連接板7和第二緩沖連接板9，第一緩沖連接板7上安裝有第一直線電機(jī)定子6，第二緩沖連接板9上安裝有第二直線電機(jī)定子8，第一直線電機(jī)定子6與第二直線電機(jī)定子8串聯(lián)連接，組成了超長行程電機(jī)直線電機(jī)定子，本實(shí)用新型中，在行程的選擇上能夠通過增加相同的直線電機(jī)定子進(jìn)行串聯(lián)以擴(kuò)大運(yùn)動(dòng)行程，最終實(shí)現(xiàn)超長行程的運(yùn)動(dòng)位移；超長行程電機(jī)直線電機(jī)定子上通過軌道安裝有粗定位平臺(tái)3，粗定位平臺(tái)3的中央安裝有高精密定位平臺(tái)5，粗定位平臺(tái)3與高精密定位平臺(tái)5之間通過壓電致動(dòng)器4相連接，粗定位平臺(tái)3的下面安裝有用于提供動(dòng)力的直線電機(jī)動(dòng)子2，其中，本實(shí)用新型的底座為大理石底座，第一緩沖連接板7和第二緩沖連接板9均通過定位孔21固定安裝于大理石底座上。
[0027]如圖2、4所示，所述第一直線電機(jī)定子6上安裝有第一導(dǎo)軌16-1和第三導(dǎo)軌16-2，第二直線電機(jī)定子8上安裝有第二導(dǎo)軌17-1和第四導(dǎo)軌17-2，第一導(dǎo)軌16_1與第二導(dǎo)軌17-1串聯(lián)連接，組成了第一超長導(dǎo)軌，第三導(dǎo)軌16-2與第四導(dǎo)軌17-2串聯(lián)連接，組成了第二超長導(dǎo)軌，;粗定位平臺(tái)3的下表面兩側(cè)安裝有與第一超長導(dǎo)軌以及第二超長導(dǎo)軌相配合的第一滑塊10，粗定位平臺(tái)3上安裝有用于讀取粗定位平臺(tái)3運(yùn)動(dòng)位移的粗光柵尺讀數(shù)頭11，以及用于讀取高精密定位平臺(tái)5運(yùn)動(dòng)位移的精光柵尺讀數(shù)頭12 ;進(jìn)一步的，第一超長導(dǎo)軌與第二超長導(dǎo)軌的兩端安裝有用于位移限制的第一導(dǎo)軌擋塊15和第二導(dǎo)軌擋塊18，超長行程電機(jī)直線電機(jī)定子的兩端安裝有用于限制直線電機(jī)動(dòng)子6在預(yù)訂行程內(nèi)運(yùn)動(dòng)的第一擋板14和第二擋板19，第一導(dǎo)軌擋塊15和第二導(dǎo)軌擋塊I8安裝于第一擋板14和第二擋板19上。
[0028]如圖3所示，直線電機(jī)動(dòng)子2上開設(shè)有螺紋口 13，粗定位平臺(tái)3通過螺紋口 13與直線電機(jī)動(dòng)子2緊固連接。
[0029]如圖5、6所示，底座I的一側(cè)上安裝有第一軌道27-1和第二軌道28_1，第一軌道27-1和第二軌道28-1相串聯(lián)連接，組成了第一超長軌道，底座I的一另一側(cè)上安裝有第三軌道27-2和第四軌道28-2，第三軌道27-2和第四軌道28_2相串聯(lián)連接，組成了第二超長軌道，第一超長軌道與第二超長軌道相平行，第一超長軌道與第二超長軌道的外側(cè)安裝有若干導(dǎo)桿擋塊26 ;相串聯(lián)的第一緩沖連接板7與第二緩沖連接板9結(jié)構(gòu)相同，其中，第一緩沖連接板7的下表面的兩側(cè)安裝有與第一超長軌道和第二超長軌道相配合的第二滑塊24，第一緩沖連接板7的兩側(cè)安裝有導(dǎo)桿23，并通過螺釘穿過固定孔21固定，導(dǎo)桿23的兩端套設(shè)有彈簧22，當(dāng)?shù)谝痪彌_連接板7安裝于底座I上時(shí)，導(dǎo)桿23的兩端所套設(shè)的彈簧22卡合于導(dǎo)桿擋塊26的兩側(cè)，通過彈簧22來吸收或者減低平臺(tái)的振動(dòng)能量。所述底座I上安裝有用于限制第一緩沖連接板7和第二緩沖連接板9位移的第一緩沖連接板的第一擋塊25和第二緩沖連接板的第二擋塊29，以防止超出位移限制，第一緩沖連接板7與第二緩沖連接板9的兩端開設(shè)有用于安裝第一擋板14和第二擋板19的螺孔20。
[0030]本實(shí)用新型的工作過程為:
[0031]直線電機(jī)動(dòng)子2在超長行程電機(jī)直線電機(jī)定子上驅(qū)動(dòng)粗定位平臺(tái)3進(jìn)行微米定位，通過粗光柵尺堵頭11讀取粗定位平臺(tái)定位精度，同時(shí)讀取精光柵尺定位精度，得到精定位平臺(tái)定位誤差，通過電壓致動(dòng)器4驅(qū)動(dòng)精定位平臺(tái)進(jìn)行納米定位。在粗定位平臺(tái)高速運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的振動(dòng)通過緩沖板進(jìn)行減弱和吸收。最終實(shí)現(xiàn)超長行程的高加速超精密定位過程。
[0032]本實(shí)用新型把直線電機(jī)動(dòng)子2與串聯(lián)的第一直線電機(jī)定子6和第二直線電機(jī)定子8組成粗定位平臺(tái)動(dòng)力部分。粗定位平臺(tái)3與高精密定位平臺(tái)5之間通過壓電致動(dòng)器4提高微驅(qū)動(dòng)。粗定位平臺(tái)3上安裝有用于讀取粗定位平臺(tái)3運(yùn)動(dòng)位移的粗光柵尺讀數(shù)頭11，以及用于讀取高精密定位平臺(tái)5運(yùn)動(dòng)位移的精光柵尺讀數(shù)頭12。第一緩沖連接板7的下表面的兩側(cè)安裝有與第一超長軌道和第二超長軌道相配合的第二滑塊24，第一緩沖連接板7的兩側(cè)安裝有導(dǎo)桿23，并通過螺釘穿過固定孔21固定，導(dǎo)桿23的兩端套設(shè)有彈簧22，當(dāng)?shù)谝痪彌_連接板7安裝于底座I上時(shí)，導(dǎo)桿23的兩端所套設(shè)的彈簧22卡合于導(dǎo)桿擋塊26的兩側(cè)，通過彈簧22來吸收或者減低平臺(tái)的振動(dòng)能量。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種超長行程高加速高精密定位一維平臺(tái)，其特征在于，包括，底座(I)上安裝有相串聯(lián)的第一緩沖連接板(7)和第二緩沖連接板(9)，第一緩沖連接板(7)上安裝有第一直線電機(jī)定子(6)，第二緩沖連接板(9)上安裝有第二直線電機(jī)定子(8)，第一直線電機(jī)定子(6)與第二直線電機(jī)定子(8)串聯(lián)連接，組成了超長行程電機(jī)直線電機(jī)定子，超長行程電機(jī)直線電機(jī)定子上通過軌道安裝有粗定位平臺(tái)(3)，粗定位平臺(tái)(3)的中央安裝有高精密定位平臺(tái)(5)，粗定位平臺(tái)(3)與高精密定位平臺(tái)(5)之間通過壓電致動(dòng)器(4)相連接，粗定位平臺(tái)(3)的下面安裝有用于提供動(dòng)力的直線電機(jī)動(dòng)子(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超長行程高加速高精密定位一維平臺(tái)，其特征在于，所述第一直線電機(jī)定子(6)上安裝有第一導(dǎo)軌(16-1)和第三導(dǎo)軌(16-2),第二直線電機(jī)定子(8)上安裝有第二導(dǎo)軌(17-1)和第四導(dǎo)軌(17-2)，第一導(dǎo)軌(16-1)與第二導(dǎo)軌(17-1)串聯(lián)連接，組成了第一超長導(dǎo)軌，第三導(dǎo)軌(16-2)與第四導(dǎo)軌(17-2)串聯(lián)連接，組成了第二超長導(dǎo)軌；粗定位平臺(tái)(3)的下表面兩側(cè)安裝有與第一超長導(dǎo)軌以及第二超長導(dǎo)軌相配合的第一滑塊(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超長行程高加速高精密定位一維平臺(tái)，其特征在于，所述第一超長導(dǎo)軌與第二超長導(dǎo)軌的兩端安裝有用于位移限制的第一導(dǎo)軌擋塊(15)和第二導(dǎo)軌擋塊(18) ο
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超長行程高加速高精密定位一維平臺(tái)，其特征在于，粗定位平臺(tái)(3)上安裝有用于讀取粗定位平臺(tái)(3)運(yùn)動(dòng)位移的粗光柵尺讀數(shù)頭(11)，以及用于讀取高精密定位平臺(tái)(5)運(yùn)動(dòng)位移的精光柵尺讀數(shù)頭(12)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超長行程高加速高精密定位一維平臺(tái)，其特征在于，所述直線電機(jī)動(dòng)子(2)上開設(shè)有螺紋口(13)，粗定位平臺(tái)(3)通過螺紋口(13)與直線電機(jī)動(dòng)子(2)緊固連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超長行程高加速高精密定位一維平臺(tái)，其特征在于，所述超長行程電機(jī)直線電機(jī)定子的兩端安裝有用于限制直線電機(jī)動(dòng)子(6)在預(yù)訂行程內(nèi)運(yùn)動(dòng)的第一擋板(14)和第二擋板(19) ο
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超長行程高加速高精密定位一維平臺(tái)，其特征在于，所述底座(I)的一側(cè)上安裝有第一軌道(27-1)和第二軌道(28-1)，第一軌道(27-1)和第二軌道(28-1)相串聯(lián)連接，組成了第一超長軌道，底座(I)的另一側(cè)上安裝有第三軌道(27-2)和第四軌道(28-2)，第三軌道(27-2)和第四軌道(28-2)相串聯(lián)連接，組成了第二超長軌道，第一超長軌道與第二超長軌道相平行，第一超長軌道與第二超長軌道的外側(cè)安裝有若干導(dǎo)桿擋塊(26);相串聯(lián)的第一緩沖連接板(7)與第二緩沖連接板(9)結(jié)構(gòu)相同，其中，第一緩沖連接板(7)的下表面的兩側(cè)安裝有與第一超長軌道和第二超長軌道相配合的第二滑塊(24)，第一緩沖連接板(7)的兩側(cè)安裝有導(dǎo)桿(23)，導(dǎo)桿(23)的兩端套設(shè)有彈簧(22)，當(dāng)?shù)谝痪彌_連接板(7)安裝于底座(I)上時(shí)，導(dǎo)桿(23)的兩端所套設(shè)的彈簧(22)卡合于導(dǎo)桿擋塊(26)的兩側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超長行程高加速高精密定位一維平臺(tái)，其特征在于，所述底座(I)上安裝有用于限制第一緩沖連接板(7)和第二緩沖連接板(9)位移的第一緩沖連接板擋塊(25)和第二緩沖連接板擋塊(29)。
【文檔編號(hào)】F16M11/18GK203927276SQ201420288677
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】張璐凡, 張進(jìn)華, 方記文, 呂杭原, 念龍生, 王勉 申請人:西安交通大學(xué)