一种三自由度超精密微动工作台

摘要

本发明公开了一种三自由度超精密微动工作台，该工作台X、Y和θ方向的运动由四个垂直布置在微动台外框架和内框架的直线电机提供，直线电机的动子安装在外框架的内侧，直线电机定子安装在内框架外侧。外框架由安装在外框架底部四角的四个圆形气浮轴承实现垂直方向的支承，内框架分别由环形气浮轴承和圆形真空预紧吸盘实现垂向的支承。微动台的位置信息由垂直安装在载物平台上的第一、第二平面配合激光干涉仪测量。本发明所提出的一种三自由度超精密微动工作台可实现大负载、大惯量、高精度的运动，该平台X和Y向的行程为2mm，θ的旋转角度为0.002rad，X和Y向的定位精度可达到5nm，旋转角度精度为0.25μrad。本发明可用于光刻机、超精密数控机床、生物芯片扫描仪等设备中。

主权项

1、一种三自由度超精密微动工作台，其特征在于：四个圆形气浮轴承(20)分别对称安装在外框架(1)底部的四角，圆形真空预紧吸盘(14)内嵌在环形气浮轴承(13)中，环形气浮轴承(13)与支撑架(12)连接，三者组成带真空预紧的气足，该气足安装在内框架(4)的底部以支承微动台内框架(4)，气足的中心轴与内框架(4)的中心轴重合；外框架(1)为中空的长方体，内框架(4)为位于外框架(1)内的四周开有凹槽的长方体；第一至第四直线电机定子(2、11、17、19)对称的安装在外框架(1)内部的四个侧壁的几何中心上，第一至第四直线电机动子(3、10、16、18)对称安装在内框架(4)的四个侧壁的几何中心上，第一至第四直线电机定子(2、11、17、19)分别悬浮在第一至第四直线电机动子(3、10、16、1 8)的凹槽中；载物平台(6)安装在内框架(4)上，第一、第二平面镜(7、8)粘合在载物平台(6)上，第一、第二平面镜(7、8)的材质和形状相同，第一平面镜(7)与载物平台(6)的一个边平行，第一平面镜(7)和第二平面镜(8)的中心线呈90度的夹角。