基于磁浮零位基准和激光自准直测量的磁浮隔振平台

摘要

基于磁浮零位基准和激光自准直测量的磁浮隔振平台属于超精密测量与超精密加工装备，该装置采用3个或3个以上静压磁浮结构的隔振器支撑磁浮隔振平台台体及其负载，采用分光棱镜和光电检测器实现平台六自由度姿态监测，并在隔振器与台体之间垂向、水平位移执行器，实现台体六自由度姿态调整；该装置中由磁浮式减振器支撑的零位基准装置有效隔离地面的振动对参考光束检测的影响，提高了激光束零位基准的稳定性；采用光电检测器检测参考光束的平漂和角漂，并用一对可调整相对位置间距和角度的楔角棱镜实时调整参考光束的平漂和角漂，实现参考光束校准，可显著提高平台隔振性能。

主权项

基于磁浮零位基准和激光自准直测量的磁浮隔振平台，其特征在于磁浮隔振平台台体(6)配置在3个以上均匀分布的隔振器(4)上，隔振器(4)配置在基座(5)上，所述隔振器(4)由隔振器基座(4a)、隔振器支架(4b)和隔振器工作台(4c)构成，隔振器工作台(4c)安装在隔振器基座(4a)内，隔振器支架(4b)配置在隔振器基座(4a)外侧部上，在各个隔振器(4)与磁浮隔振平台台体(6)之间配置垂向位移执行器(8)和水平位移执行器(9)，所述的垂向位移执行器(8)采用垂向放置的旋转型音圈电机，垂向位移执行器(8)的旋转型音圈电机动子(8a)与磁浮隔振平台台体(6)固连，垂向位移执行器(8)的旋转型音圈电机定子(8b)配置在隔振器支架(4b)上，所述的水平位移执行器(9)采用水平放置的旋转型音圈电机，水平位移执行器(9)的旋转型音圈电机动子(9a)与磁浮隔振平台台体(6)固连，水平位移执行器(9)的旋转型音圈电机定子(9b)配置在隔振器支架(4b)上；测量磁浮隔振平台台体(6)六自由度姿态的激光位置测量光路由He‑Ne激光器(1)、激光自准直系统(2)、零位基准装置(3)、台体姿态光电检测器(7)、台体姿态分光棱镜(10)构成，其中台体姿态光电检测器(7)、台体姿态分光棱镜(10)固装在磁浮隔振平台台体(6)下端面上，所述的台体姿态分光棱镜(10)包括第一分光棱镜(10a)、第二分光棱镜(10b)、第三分光棱镜(10c)和第四分光棱镜(10d)，且第一分光棱镜(10a)位于激光自准直系统(2)的后侧透射激光光路上，第二分光棱镜(10b)和第三分光棱镜(10c)分别位于第一分光棱镜(10a)的透射和反射光路上，第四分光棱镜(10d)位于第三分光棱镜(10c)的反射光路上；所述的台体姿态光电检测器(7)包括第一光电检测器(7a)、第二光电检测器(7b)、第三光电检测器(7c)和第四光电检测器(7d)，其中第一光电检测器(7a)和第二光电检测器(7b)分别位于第二分光棱镜(10b)的透射和反射光路上，第三光电检测器(7c)和第四光电检测器(7d)分别位于第四分光棱镜(10d)的透射和反射光路上；所述的激光自准直系统(2)由激光扩束准直系统(11)、凸透镜(12)、平漂与角漂检测光电检测器(13)、光束调整机构(14)、平漂与角漂检测分光棱镜(15)构成，其中光束调整机构(14)位于激光扩束准直系统(11)和平漂与角漂检测分光棱镜(15)之间，凸透镜(12)位于平漂与角漂检测分光棱镜(15)和平漂与角漂检测光电检测器(13)之间，光束调整机构(14)包括可调整相对位置间距和角度的楔角棱镜A(14a)、楔角棱镜B(14b)；所述的零位基准装置(3)包括零位基准光电检测器安装平台(3a)和固有频率低于0.5Hz的被动减振器(3b)，零位基准光电检测器安装平台(3a)通过被动减振器(3b)安装在基座(5)上，并位于激光自准直系统(2)的下侧折射光路上；由平漂光电检测器(13a)和角漂光电检测器(13b)构成的平漂与角漂检测光电检测器(13)固装在零位基准装置(3)的零位基准光电检测器安装平台(3a)上，其初始位置，平漂、角漂光电检测器(13a、13b)接收面分别与各自运动方向垂直，且接收面中心与对应光束中心重合。