一种无接触式粗精动叠层六自由度定位装置

摘要

一种无接触式粗精动叠层六自由度定位装置，涉及一种超精密六自由度运动定位装置。该定位装置包括一个微动平台，和对称布置在微动平台两侧的两个粗动台。每个粗动台由直线电机独立驱动实现沿Y轴运动，微动平台由十个音圈电机驱动实现六自由度运动。测量系统包括一个激光尺、两个光栅尺、七个电涡流传感器，测量系统能够测量每个粗动平台沿Y轴方向的绝对位置、微动平台六自由度绝对位置、粗动平台与微动平台之间沿Y轴方向的相对位置。粗动台中两个直线电机独立运动，当音圈电机通电时微动平台悬浮在粗动台上方，实现了粗动台之间、粗动台与微动平台之间的无接触式叠层运动，避免了现有结构中机械接触引起的运动耦合与结构干涉等问题。

主权项

一种无接触式粗精动叠层六自由度定位装置，其特征在于：所述定位装置包含基架（001）、一个微动平台（200）、两个粗动平台（100）和测量系统，所述测量系统包含光栅测量系统、电涡流传感器测量系统和激光尺测量系统（900）；微动平台（200）悬浮在两个粗动平台（100）上，两个粗动平台（100）对称布置在微动平台（200）两侧，两个粗动平台（100）悬浮在基架（001）上；所述的粗动平台（100）包括一个直线电机、一个连接元件、一个支撑元件和一个导向元件；粗动平台（100）在直线电机驱动下沿Y轴运动；连接元件与直线电机固接；支撑元件的下表面与基架的上表面正面相对，支撑元件下表面有气孔，气孔轴线沿Z轴方向，在支撑元件与基架之间形成沿Z轴方向的气浮支撑；导向元件侧面与基架的侧面正面相对，导向元件的侧面有气孔，气孔的轴线沿X轴方向，导向元件与基架之间形成气浮导向，导向方向沿Y轴方向；所述的光栅测量系统包含两个光栅测量装置（300），每个光栅测量装置包括一个光栅尺、一个光栅尺安装架、一个读数头和光栅尺调整装置；光栅尺调整装置固定于基架上，光栅尺安装架与光栅尺调整装置固定连接，通过调整光栅尺调整架使光栅尺安装架的长边方向沿Y轴方向；光栅尺粘贴固定于光栅尺安装架表面上，光栅条纹沿Y轴方向，光栅读数头与直线电机连接；所述的电涡流传感器测量系统包括安装在粗动台上七个电涡流传感器，测量金属导体安装在微动平台上；第一电涡流传感器和第二电涡流传感器安装在第一粗动台上，并位于沿Y轴的一条直线上，第三电涡流传感器和第四电涡流传感器分别安装在第一粗动台与第二粗动台上，并位于一条沿X轴方向的直线上，第五电涡流传感器和第六电涡流传感器安装在第一粗动台的连接元件上，并位于一条沿Y轴方向的直线上，第七电涡流传感器安装在第二粗动台上，并与第五电涡流传感器位于一条沿X轴方向的直线上；所述激光尺测量系统（900）安装在基架（001）上，测量微动平台在Y方向的位移。