[發明專利]一種基于混合位移傳感器和平面電機的位移裝置

在審

• 申請號: 201910087272.2
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN109660064A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 丁晨陽;李涵雄;張國旗;李平;陳椿元;吳曉輝
• 申請（專利權）人: 廣東極迅精密儀器有限公司
• 主分類號: H02K7/00
• 分類號: H02K7/00;H02K1/12;H02K3/28;H02K11/21;H02K11/22
• 代理公司: 北京得信知識產權代理有限公司 11511
• 代理人: 孟海娟;阿蘇娜

1.一種基于混合位移傳感器和平面電機的位移裝置，其特征在于，

包括工作臺和定子，其中所述定子設計有一個工作區域并且所述定子包括磁體塊系統，所述磁體塊系統包括：

多個第一類磁體塊，每個所述第一類磁體塊包括多個在第一方向(X)上大致線性延伸的第一磁體，每個所述第一磁體具有與所述第一方向(X)大致正交的磁化方向，而且至少兩個所述第一磁體具有彼此不同的磁化方向；以及

多個第二類磁體塊，每個所述第二類磁體塊包括多個在第二方向(Y)上大致線性延伸的第二磁體，所述第二方向(Y)與所述第一方向(X)大致正交，每個所述第二磁體具有與所述第二方向(Y)大致正交的磁化方向，而且至少兩個所述第二磁體具有彼此不同的磁化方向，

其中，所述工作臺沿第三方向(Z)可移動地與所述定子鄰接配置，所述第三方向(Z)與所述第一方向(X)和所述第二方向(Y)均大致正交，所述工作臺包括電機線圈系統，所述電機線圈系統包括：

第一類線圈組件，每個所述第一類線圈組件包括多個導電體，這些導電體沿著第一方向(X)大致線性延伸；以及

第二類線圈組件，每個所述第二類線圈組件包括多個導電體，這些導電體沿著第二方向(Y)大致線性延伸；

所述電機線圈系統與所述磁體塊系統作用，使所述工作臺在工作區范圍內產生沿第一方向(X)和第二方向(Y)平動的長距離位移，以及沿第三方向(Z)平動、繞第一方向(X)、第二方向(Y)和第三方向(Z)轉動的短距離位移，

所述第一類線圈組件在第一方向(X)上的尺寸基本上等于n(m₁+m₂)，其中n＝1,2,3,…，且m₁是特定的所述第一類磁體塊在第一方向上的尺寸，而m₂是與所述特定的所述第一類磁體塊鄰接配置的所述第二類磁體塊在第一方向上的尺寸，并且所述第二類線圈組件在第一方向上的尺寸基本上等于n(m₁+m₂)，其中n＝1,2,3,…，且m₁是特定的所述第一類磁體塊在第一方向上的尺寸，而m₂是與所述特定的所述第一類磁體塊鄰接配置的所述第二類磁體塊在第一方向上的尺寸，

還包括多個長距離無接觸位移傳感器和多個短距離無接觸位移傳感器，所述長距離無接觸位移傳感器安裝在所述定子上，通過所述多個長距離無接觸位移傳感器的反饋信號得出所述工作臺沿第一方向(X)和第二方向(Y)平動以及繞第三方向(Z)轉動的三個自由度運動的位移，所述短距離無接觸位移傳感器以平行于Z方向且指向定子的方式安裝在所述工作臺上，用于測量所述工作臺和所述定子的間距。

2.根據權利要求1所述的基于混合位移傳感器和平面電機的位移裝置，其特征在于，

所述長距離無接觸位移傳感器至少為三個，所述短距離無接觸位移傳感器至少為三個。

3.根據權利要求2所述的基于混合位移傳感器和平面電機的位移裝置，其特征在于，

所述長距離無接觸位移傳感器中，第一長距離無接觸位移傳感器和第二長距離無接觸位移傳感器以一定間距平行于第一方向(X)設置，第三長距離無接觸位移傳感器平行于第二方向(Y)設置。

4.根據權利要求2所述的基于混合位移傳感器和平面電機的位移裝置，其特征在于，

所述短距離無接觸位移傳感器在所述工作臺上的安裝位置點組成一個四邊形或者三角形。

5.根據權利要求4所述的基于混合位移傳感器和平面電機的位移裝置，其特征在于，

所述四邊形為正方形。

6.根據權利要求1所述的基于混合位移傳感器和平面電機的位移裝置，其特征在于，

所述長距離無接觸位移傳感器可以使用激光干涉原理的傳感器，也可以使用激光三角尺。

7.根據權利要求1所述的基于混合位移傳感器和平面電機的位移裝置，其特征在于，

所述短距離無接觸位移傳感器選用超聲波位移傳感器、電渦流位移傳感器、電容位移傳感器或紅外位移傳感器。

8.根據權利要求1所述的基于混合位移傳感器和平面電機的位移裝置，其特征在于，

所述長距離傳感器包括反射鏡、分光鏡、光源以及光信號接收和處理單元。