[實用新型]一種帶自動抓取抬升機構的六自由度微動臺

有效

• 申請號: 201320346593.8
• 申請日: 2013-06-17
• 公開（公告）號: CN203365914U
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 成榮;朱煜;張鳴;劉召;楊開明;徐登峰;田麗;張利;秦慧超;葉偉楠;張金;穆海華;尹文生;胡金春;趙彥坡;胡清平
• 申請（專利權）人: 清華大學;北京華卓精科科技有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 邸更巖

1.一種帶自動抓取抬升機構的六自由度微動臺，含有實現微動工作臺在水平面內沿X方向、Y方向和繞Z軸旋轉三個自由度運動的第一種電磁力驅動模塊和實現微動工作臺沿Z方向、繞X軸旋轉和繞Y軸旋轉的三個自由度的運動的第二種電磁力驅動模塊，還含有真空吸盤（4）、微動臺上蓋（3）和基座（1），所述的真空吸盤（4）設置在微動臺上蓋（3）上表面的凹槽內，所述的第一種電磁力驅動模塊和第二種電磁力驅動模塊設置在微動臺上蓋（3）與基座（1）之間，所述的第一種電磁力驅動模塊和第二種電磁力驅動模塊的電機線圈部分為驅動模塊的定子部分，所述的第一種電磁力驅動模塊和第二種電磁力驅動模塊的所有電機磁鋼和鐵軛部分為驅動模塊的動子部分，真空吸盤（4）設置在微動臺上蓋（3）與驅動模塊的動子部分連接在一起，其特征在于：所述的六自由度微動臺還含有一個自動抓取抬升機構（5），所述的自動抓取抬升機構（5）布置在微動臺上蓋（3）的下方，該自動抓取抬升機構（5）包括驅動模塊、導向模塊和測量模塊；

所述的驅動模塊是一個動圈式洛倫茲電機，該洛倫茲電機由第一瓦型永磁體（11）、第二瓦型永磁體（12）、圓柱線圈（13）、電機殼（14）、線圈骨架（15）和真空抓取柱（16）所組成，所述的電機殼（14）為空心圓柱型，在空心圓柱的內外壁之間設有一個環形深槽，環形深槽的外環表面均布有六塊第一瓦型永磁體（11），沿電機殼（14）環形深槽的內環表面均布有六塊第二瓦型永磁體（12），并一一對應；圓柱線圈（13）與電機殼（14）同軸放置，并位于環形深槽中的第一瓦型永磁體（11）和第二瓦型永磁體（12）形成的磁場中，在線圈骨架（15）上沿圓周方向均布有三個真空抓取柱（16），三個真空抓取柱（16）分別穿入真空吸盤（4）和微動臺上蓋（3）所對應的三個孔中；在電機殼（14）的外壁上沿圓周方向被三個豎向槽平均分為三段，所述的三個真空抓取柱（16）分別在三個豎向槽中沿垂直方向運動；洛倫茲電機的永磁體和電機殼（14）與基座（1）連接在一起；

所述的導向模塊由三個圓柱滾珠導套組成，所述的滾珠導套的軸套（21）分別固定在線圈骨架（15）中部的呈正三角形分布的三個圓孔中，所述的滾珠導套的導向桿（22）則分別固定在電機殼（14）底部，并分別穿入對應的滾珠導套的軸套（21）中；

所述的測量模塊采用一個線性光柵尺傳感器組件，該線性光柵尺傳感器組件由線性光柵尺（31）、線性光柵尺安裝座（32）、光柵讀數頭（33）和光柵讀數頭安裝座（34）組成；線性光柵尺（31）通過線性光柵尺安裝座（32）安裝在線圈骨架（15）中部沿豎直方向的槽中；光柵讀數頭（33）通過光柵讀數頭安裝座（34）安裝在電機殼（14）內與線性光柵尺安裝座（32）相對應的位置，并使得光柵讀數頭（33）與線性光柵尺（31）相對布置，同時保證兩者之間具有一定間隙。

2.如權利要求1所述的一種帶自動抓取抬升機構的六自由度微動臺，其特征在于：第一瓦型永磁體（11）與第二瓦型永磁體（12）的軸線沿Z軸方向同軸布置，第一瓦型永磁體（11）與第二瓦型永磁體（12）充磁方向相同，沿徑向方向且由圓環外表面指向圓心；圓柱線圈（13）位于第一瓦型永磁體（11）與第二瓦型永磁體（12）之間，并與第一瓦型永磁體（11）與第二瓦型永磁體（12）同軸布置。