[發明專利]直線電機及平臺裝置

在審

• 申請號: 201210525941.8
• 申請日: 2012-12-07
• 公開（公告）號: CN103872876A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 吳立偉;楊曉燕;陳慶生;嚴蘭舟
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備有限公司
• 主分類號: H02K41/02
• 分類號: H02K41/02;G03F7/20
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時云

1.一種直線電機，包括磁鐵單元和線圈單元、磁鐵固定座以及控制系統，所述磁鐵固定座側向呈U形，用于支撐所述磁鐵單元；所述磁鐵單元包括分別位于所述磁鐵固定座的兩平行內壁的第一磁鐵陣列與第二磁鐵陣列；所述線圈單元設置于兩組磁鐵陣列之間的磁隙處，所述控制系統用于提供電流給所述線圈單元，其特征在于，所述第一磁鐵陣列與第二磁鐵陣列分別沿著Y向按照Halbach陣列模式周期性交替分布；所述線圈單元包括在Z向層疊設置的第一線圈陣列和第二線圈陣列，所述第一線圈陣列和所述第二線圈陣列沿著Y向錯開一定距離△P，△P滿足：當控制系統給所述線圈單元通入所需電流時，所述線圈單元能夠產生沿著Y向的控制力、沿著Z向的控制力以及一個繞X向的力矩。

2.根據權利要求1所述的直線電機，其特征在于，所述第一線圈陣列和所述第二線圈陣列均具有兩個以上的相同數量的線圈，每個線圈的線圈間距為CP，所述第一線圈陣列沿著X向與所述第二線圈陣列錯開的距離△P為1/4CP。

3.根據權利要求1所述的直線電機，其特征在于，所述第一磁鐵陣列與所述第二磁鐵陣列均由第一類磁鐵、第二類磁鐵以及位于它們之間的第三類磁鐵沿著Y向按照Halbach陣列模式周期性交替分布。

4.根據權利要求1所述的直線電機，其特征在于，所述第一類磁鐵呈方型，其磁化方向沿著Z軸的正方向或反方向；所述第二類磁鐵呈方型，其磁化方向與所述第一類磁鐵的磁化方向相反；所述第三類磁鐵包括第一棱柱磁鐵、第二棱柱磁鐵以及第三棱柱磁鐵，所述第一棱柱磁鐵、第二棱柱磁鐵以及第三棱柱磁鐵組合后整體呈一與所述第一類磁鐵和所述第二類磁鐵等高的方形，相鄰的不同棱柱磁鐵之間的對接面是斜面，所述第一棱柱磁鐵、第二棱柱磁鐵以及第三棱柱磁鐵為三棱柱和/或四棱柱；所述第一棱柱磁鐵的磁化方向經過其與第二棱柱磁鐵的對接面進入所述第二棱柱磁鐵后，再經第二棱柱磁鐵與第三棱柱磁鐵的對接面進入第三棱柱磁鐵；或者，所述第三棱柱磁鐵的磁化方向經過其與第二棱柱磁鐵的對接面進入所述第二棱柱磁鐵后，再經第二棱柱磁鐵與第一棱柱磁鐵的對接面進入第一棱柱磁鐵。

5.如權利要求4所述的直線電機，其特征在于：所述第一棱柱磁鐵、第二棱柱磁鐵和第三棱柱磁鐵沿YZ平面的截面分別為直角三角形、等腰三角形以及直角三角形；或者，所述第一棱柱磁鐵、第二棱柱磁鐵和第三棱柱磁鐵沿YZ平面的截面分別為直角梯形、等腰三角形和直角梯形；或者，所述第一棱柱磁鐵、第二棱柱磁鐵和第三棱柱磁鐵沿YZ平面的截面分別為直角三角形、等腰梯形和直角三角形。

6.如權利要求5所述的直線電機，其特征在于：當所述第一棱柱磁鐵、第二棱柱磁鐵和第三棱柱磁鐵沿YZ平面的截面分別為直角三角形、等腰梯形和直角三角形時，所述第一棱柱磁鐵和第三棱柱磁鐵沿YZ平面的截面為具有一公共邊的直角梯形。

7.如權利要求4所述的直線電機，其特征在于：所述對接面與Z軸的夾角根據所述第一棱柱磁鐵、第二棱柱磁鐵和第三棱柱磁鐵的尺寸及形狀而定。

8.一種平臺裝置，包括承版臺及位于所述承版臺兩側的兩個底座，其特征在于：所述承版臺通過所述兩個底座上方的電機提供Y向的驅動力及Z向的懸浮力，所述電機為如權利要求1~7項中任意一項所述的直線電機。

9.如權利要求8所述的平臺裝置，其特征在于：所述兩個底座中至少一個上方設有用于為所述承版臺的運動提供Y向導向的導向裝置，所述導向裝置包括連接所述承版臺的氣浮墊和固定于所述底座上的氣浮導軌，所述氣浮墊設置于所述氣浮導軌的靠近所述承版臺的一側。

10.如權利要求9所述的平臺裝置，其特征在于：所述氣浮墊為柔性塊。