一种六自由度定位装置

摘要

一种六自由度定位装置，涉及一种超精密六自由度运动定位设备。该定位装置包括一个定位单元、两个沿X轴运动的直线电机、一个沿Y轴运动的音圈电机、三个沿Z轴运动的音圈电机、两个沿Y轴运动的直线电机、两个沿X轴微动的音圈电机和四个连接元件。本发明增加了音圈电机动子沿X轴方向移动自由度，使定位单元与音圈电机动子在直线电机驱动下能够沿X轴方向移动，解决了现有音圈电机结构中动子沿X轴方向运动受限的问题。本发明定位装置通过各音圈电机与各直线电机的组合运动，实现了一个定位单元的六自由度一体化运动，解决了现有超精密定位装置中采用的两个定位单元叠层结构存在的结构复杂、质量大与响应慢的问题。

主权项

一种六自由度定位装置，其特征在于：所述定位装置包括一个定位单元、两个沿X轴运动的直线电机、一个沿Y轴运动的音圈电机、三个沿Z轴微动的音圈电机、两个沿Y轴运动的直线电机、两个沿X轴微动的音圈电机和四个连接元件；所述定位单元有三个矩形截面通孔，该三个通孔的轴线沿X轴方向且位于同一平面内，第一通孔与第三通孔大小相等且对称布置在第二通孔两侧；所述定位装置中，两个沿X轴运动的直线电机的永磁体组件分别固定于第一通孔与第三通孔内，所述两个沿X轴运动的直线电机的线圈组件分别穿过第一通孔与第三通孔；沿Y轴运动的音圈电机的上下永磁体组件分别固定于第二通孔的上下两个表面；沿Z轴微动的三个音圈电机的永磁体组件分别通过第一连接元件、第二连接元件和第三连接元件固定于定位单元下表面，且在下表面中三个固定位置成三角形布置；两个沿Y轴运动的直线电机对称布置在沿X轴运动的直线电机两端；两个沿X轴运动的音圈电机对称布置在沿X轴运动的直线电机两端，且该两个沿X轴运动的音圈电机的线圈组件分别与同一侧的所述沿Y轴运动的直线电机的线圈组件固定在一起，同时该两个沿X轴运动的音圈电机的线圈组件通过第四连接元件固定在一起；两个沿X轴运动的直线电机的线圈组件、两个沿Y轴运动的音圈电机的线圈组件、三个沿Z轴微动的音圈电机的线圈组件均固定于第四连接元件上；沿Y轴运动的音圈电机的线圈组件中与X轴平行部分的线圈沿X轴方向的长度，大于等于沿Y轴运动的音圈电机的永磁体组件沿X轴方向长度与沿Y轴运动的音圈电机的永磁体组件沿X轴方向移动距离之和；沿Z轴方向微动的三个音圈电机结构相同，每个沿Z轴方向微动的音圈电机包括左右永磁体组件和设置在左右两个永磁体组件之间的一个线圈组件；沿Z轴方向微动的每个音圈电机的线圈组件中与X轴平行部分的线圈沿X轴方向的长度，大于等于沿Z轴方向微动的音圈电机的永磁体组件沿X轴方向长度与沿Z轴方向微动的音圈电机的永磁体组件沿X轴方向移动距离之和。