柔性膜角度解耦的电磁阻尼零刚度隔振器

摘要

柔性膜角度解耦的电磁阻尼零刚度隔振器属于精密隔振技术领域，隔振器主体的套筒与下安装板之间通过气浮面进行润滑与支撑，通过电磁阻尼器衰减振动能量、提高定位稳定性，上安装板与下安装板之间的角运动自由度通过柔性膜进行解耦，音圈电机、位移传感器、限位开关和控制器、驱动器构成位置闭环反馈控制系统，对上、下安装板的相对位置进行精确控制；本发明具有三维零刚度、高定位精度与角度解耦特性，可获得极低的固有频率和突出的超低频隔振性能，从而有效解决超精密测量仪器与加工装备、尤其是步进扫描光刻机中的高性能隔振问题。

主权项

一种柔性膜角度解耦的电磁阻尼零刚度隔振器，由上安装板(1)、下安装板(2)、洁净压缩气源(3)、气管(26)和隔振器主体(4)组成，隔振器主体(4)安装在上安装板(1)与下安装板(2)之间，洁净压缩气源(3)通过气管(26)与隔振器主体(4)连接，其特征在于：所述隔振器主体(4)的结构中，套筒(6)的下表面和下安装板(2)通过轴向承载平面气浮面(21)润滑与支撑，柔性膜(5)安装在套筒(6)的上端，并通过压圈(22)压紧与密封，压板装配体(7)的上压板(7a)与下压板(7b)相对配装于柔性膜(5)的上、下表面，并夹紧柔性膜(5)，上压板(7a)的上表面与上安装板(1)刚性连接；Z向音圈电机(10)、Z向位移传感器(13)与Z向限位开关(16)安装在压板装配体(7)与套筒(6)之间，X向音圈电机(8)、X向位移传感器(11)、X向限位开关(14)与Y向音圈电机(9)、Y向位移传感器(12)、Y向限位开关(15)安装在套筒(6)与下安装板(2)之间；Z向音圈电机(10)的驱动力方向为竖直方向，X向音圈电机(8)与Y向音圈电机(9)的驱动力方向在水平面内且相互垂直，X、Y、Z向位移传感器(11、12、13)和X、Y、Z向限位开关(14、15、16)的作用线方向与X、Y、Z向音圈电机(8、9、10)的驱动力方向一致；X、Y、Z向位移传感器(11、12、13)和X、Y、Z向限位开关(14、15、16)分别与控制器(19)的信号输入端连接，控制器(19)的信号输出端与驱动器(20)的信号输入端连接，驱动器(20)的信号输出端分别与X、Y、Z向音圈电机(8、9、10)连接；在下安装板(2)上表面侧壁沿X向音圈电机(8)驱动力方向安装X向永磁体(40A)构成X向电磁阻尼器(40)，在下安装板(2)上表面侧壁沿Y向音圈电机(9)驱动力方向安装Y向永磁体(41A)构成Y向电磁阻尼器(41)，X、Y向永磁体(40A、41A)的磁极方向垂直于下安装板(2)的上表面，且N、S极交替布置，下安装板(2)采用铁磁材料，套筒(6)采用不导磁的良导体材料。