[實(shí)用新型]直線電機(jī)共定子多驅(qū)動(dòng)宏微一體化高速精密運(yùn)動(dòng)二維平臺(tái)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420723980.3
• 申請(qǐng)日: 2014-11-26
• 公開（公告）號(hào): CN204221489U
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白有盾;楊志軍;陳新;王夢(mèng);高健;李涵雄;李成祥;王江龍;黃宇涵;劉浩文;余明峰;李振新;鐘裕導(dǎo);劉偉光;楊海東;管貽生;陳新度
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B23Q5/28
• 分類號(hào): B23Q5/28
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 韓國(guó)勝;胡彬

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，尤其涉及直線電機(jī)共定子多驅(qū)動(dòng)宏微一體化高速精密運(yùn)動(dòng)二維平臺(tái)。

背景技術(shù)

隨著科技的進(jìn)步，人們對(duì)產(chǎn)品的要求越來越高，促使生產(chǎn)商對(duì)產(chǎn)品的加工精度要求也越來越高，現(xiàn)有設(shè)備中高精度進(jìn)給運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的行程普遍較短，而大行程的普通宏運(yùn)動(dòng)設(shè)備的精度又無法滿足實(shí)際需求，如果采用專用的大行程高精度運(yùn)動(dòng)設(shè)備，產(chǎn)品的制造成本將大幅增加。針對(duì)上述現(xiàn)狀，一種能將大行程一般精度的宏運(yùn)動(dòng)和高精度小行程的微運(yùn)動(dòng)相復(fù)合的可以實(shí)現(xiàn)大行程高精度進(jìn)給，且具有多方向的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)越來越受到行業(yè)的青睞。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提出直線電機(jī)共定子多驅(qū)動(dòng)宏微一體化高速精密運(yùn)動(dòng)二維平臺(tái)，采用共用定子實(shí)現(xiàn)二維宏微運(yùn)動(dòng)的大行程高精度的進(jìn)給。

為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

直線電機(jī)共定子多驅(qū)動(dòng)宏微一體化高速精密運(yùn)動(dòng)二維平臺(tái)，包括X向基座、Y向基座和一體化平臺(tái)；

所述一體化平臺(tái)包括宏動(dòng)外框架和微動(dòng)平臺(tái)，所述微動(dòng)平臺(tái)包括X向微平臺(tái)、X向彈片組、Y向微平臺(tái)、Y向彈片組和Y向微驅(qū)動(dòng)，具有彈性的所述X向彈片組設(shè)置于所述X向微平臺(tái)的兩側(cè)，其一端連接于所述宏動(dòng)外框架的內(nèi)側(cè)壁，另一端連接于所述X向微平臺(tái)；具有彈性的所述Y向彈片組設(shè)置于所述Y向微平臺(tái)的兩側(cè)，其一端連接于所述X向微平臺(tái)的內(nèi)側(cè)壁，另一端連接于所述Y向微平臺(tái)；所述X向彈片組和Y向彈片組相互垂直，用于放置工件的工作平臺(tái)剛性連接于所述Y向微平臺(tái)；

所述X向基座設(shè)置有X向?qū)к墶向滑塊和X向U型直線電機(jī)，所述X向滑塊可滑動(dòng)于所述X向?qū)к墸鯴向U型直線電機(jī)包括X向定子、宏動(dòng)外框架動(dòng)子、X向微動(dòng)平臺(tái)動(dòng)子和連接件，X向運(yùn)動(dòng)和X向微運(yùn)動(dòng)共用同一個(gè)所述X向定子；

所述宏動(dòng)外框架固定安裝于所述X向滑塊，并通過所述連接件連接于所述宏動(dòng)外框架動(dòng)子，由所述宏動(dòng)外框架動(dòng)子、所述X向微動(dòng)平臺(tái)動(dòng)子和所述X向定子控制其滑動(dòng)于所述X向?qū)к墝?shí)現(xiàn)X向宏運(yùn)動(dòng)；

所述X向微平臺(tái)通過所述連接件固定于所述X向微動(dòng)平臺(tái)動(dòng)子，并由所述X向微動(dòng)平臺(tái)動(dòng)子控制其在所述X向定子在X向的微運(yùn)動(dòng)；

所述Y向微驅(qū)動(dòng)包括Y向微驅(qū)動(dòng)動(dòng)子和Y向微驅(qū)動(dòng)定子，所述Y向微驅(qū)動(dòng)定子固定于所述X向微平臺(tái)，所述Y向微驅(qū)動(dòng)動(dòng)子連接所述Y向微平臺(tái)，所述Y向微平臺(tái)由所述Y向微驅(qū)動(dòng)控制其在Y向的微運(yùn)動(dòng)；

所述Y向基座設(shè)置有Y向?qū)к墶向滑塊和Y向U型直線電機(jī)，所述Y向滑塊可滑動(dòng)于所述Y向?qū)к墸鯴向基座的中部通過固定于所述Y向滑塊由所述Y向U型直線電機(jī)控制其滑動(dòng)于所述Y向?qū)к墝?shí)現(xiàn)Y向宏運(yùn)動(dòng)。

更進(jìn)一步說明，所述宏動(dòng)外框架動(dòng)子設(shè)置有兩個(gè)，分別設(shè)置在所述宏動(dòng)外框架的進(jìn)給方向的兩端。

更進(jìn)一步說明，所述X向微平臺(tái)、所述X向彈片組、所述Y向微平臺(tái)、所述Y向彈片組、所述工作平臺(tái)和所述宏動(dòng)外框架為一體式結(jié)構(gòu)。

更進(jìn)一步說明，所述的X向彈片組和Y向彈片組中各自的彈片均為平行布置，且彈片的長(zhǎng)度方向分別垂直于X向微平臺(tái)和Y向微平臺(tái)的進(jìn)給方向。

更進(jìn)一步說明，所述宏動(dòng)外框架在其與所述X向彈片組的相連接處設(shè)置有X向槽，使所述宏動(dòng)外框架的內(nèi)側(cè)形成較薄的可變形的X向微平臺(tái)彈性件。

更進(jìn)一步說明，所述宏動(dòng)外框架設(shè)有調(diào)節(jié)X向微平臺(tái)彈性件變形度的X向頻率調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。

更進(jìn)一步說明，所述X向頻率調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為穿過所述X向槽的螺栓，其兩端分別連接于所述X向槽的兩側(cè)。

更進(jìn)一步說明，所述Y向微平臺(tái)在其內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)角處設(shè)置有圓弧形內(nèi)嵌式孔槽。

更進(jìn)一步說明，在所述X向微平臺(tái)和所述Y向微平臺(tái)的進(jìn)給方向的端部分別設(shè)置有X向位移傳感器和Y向位移傳感器。

更進(jìn)一步說明，所述X向位移傳感器或所述Y向位移傳感器為差動(dòng)電容傳感器或光電傳感器，所述Y向微驅(qū)動(dòng)為壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器或音圈電機(jī)。

本實(shí)用新型提出一種直線電機(jī)共定子多驅(qū)動(dòng)宏微一體化高速精密運(yùn)動(dòng)二維平臺(tái)，包括X/Y向基座、X/Y向?qū)к墶⒒瑝K、U型直線電機(jī)定子、宏動(dòng)動(dòng)子、微動(dòng)動(dòng)子和宏微一體化平臺(tái)。所述宏動(dòng)平臺(tái)與所述微動(dòng)平臺(tái)通過彈性構(gòu)件聯(lián)接形成一體化平臺(tái)，安裝在X向基座的定子為宏動(dòng)平臺(tái)的動(dòng)子與控制微動(dòng)平臺(tái)X向微運(yùn)動(dòng)的動(dòng)子共用，Y向通過壓電陶瓷或解耦音圈電機(jī)進(jìn)行精密位移補(bǔ)償，當(dāng)宏微動(dòng)子同時(shí)驅(qū)動(dòng)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)整體大范圍的高速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)偏差時(shí)，微動(dòng)平臺(tái)由于慣量小、無摩擦、通過彈性變形實(shí)現(xiàn)精密位移輸出，可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)高頻運(yùn)動(dòng)偏差補(bǔ)償。通過復(fù)合運(yùn)動(dòng)控制，可以實(shí)現(xiàn)二維高速精密運(yùn)動(dòng)，安裝使用方式與傳統(tǒng)平臺(tái)一致，方便推廣應(yīng)用。