[發明專利]一種重力補償器及承載裝置

有效

• 申請號: 202110257724.4
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113048185B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 丁晨陽;張佩瑾;楊曉峰
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: F16F15/02
• 分類號: F16F15/02;F16F6/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本發明屬于磁吸技術領域，公開了一種重力補償器及承載裝置。該重力補償器包括：第一磁組件，第一磁組件包括磁基座和設置于磁基座上的第一磁體陣列，第一磁體陣列沿Z軸方向延伸；第二磁組件，第二磁組件包括磁框架和設置于磁框架上的第二磁體陣列，每個第二磁體陣列對應一個第一磁體陣列且相對設置并在兩者之間形成間隙，間隙為鋸齒形結構，第一磁體陣列和第二磁體陣列被配置為相互施加磁作用力，使第一磁組件和第二磁組件之間產生沿Z軸方向的力，以對用于承載負載的磁基座或磁框架進行重力補償。該重力補償器的間隙長度更長，在相同的高度下，間隙的間隙面積更大，以實現大行程、高負載的性能。

技術領域

本發明涉及磁吸技術領域，尤其涉及一種重力補償器及承載裝置。

背景技術

在工業生產中，許多如光刻機、高精密機床、機械手臂等高運動精度的工業設備都有較高的隔絕外部振動和擾動的需求，用于提高產量和產率，因此對于外部擾動需要通過主動隔振進行抑制隔絕。一般來說，針對于高定位精度設備的隔振要求具有真空兼容，結構無接觸，出力大，剛度小等性能。

為了解決這個問題，目前基于氣體的隔振設備廣泛被應用于主動隔振，現有隔振設備主要有以下兩種，第一種，通過氣泵和氣閥進行氣體流量的調節，從而提供彈簧剛度和重力補償，存在噪聲大、隔振頻率有限的問題；第二種，重力補償器因其具有清潔、無噪音、無振動及免維護等特點越來越受到歡迎，但是現有重力補償器的間隙為Z軸結構，存在結構不緊湊、負載小及行程范圍小的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種重力補償器及承載裝置，增強負載性能和行程范圍。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一種重力補償器，包括：

第一磁組件，所述第一磁組件包括磁基座和設置于所述磁基座上的第一磁體陣列，所述第一磁體陣列沿Z軸方向延伸；

第二磁組件，所述第二磁組件包括磁框架和設置于所述磁框架上的第二磁體陣列，每個所述第二磁體陣列對應一個所述第一磁體陣列且相對設置并在兩者之間形成間隙，所述間隙為鋸齒形結構，所述第一磁體陣列和所述第二磁體陣列被配置為相互施加磁作用力，使所述第一磁組件和所述第二磁組件之間產生沿所述Z軸方向的力，以對用于承載負載的所述磁基座或所述磁框架進行重力補償。

作為優選，所述第一磁體陣列和所述第二磁體陣列中其中一個磁體陣列對另一個磁體陣列產生沿Z軸向上方向的作用力，另一個所述磁體陣列對應承載所述負載。

作為優選，所述第一磁體陣列包括第一主磁體和第一副磁體，所述第一副磁體沿Z軸方向設置于所述第一主磁體上；

所述第二磁體陣列包括第二主磁體和第二副磁體，所述第二副磁體沿Z軸方向設置于所述第二主磁體上，所述第二主磁體設置于所述第一主磁體和所述第一副磁體之間；

所述第一磁體陣列中的所述第一主磁體或所述第一副磁體磁體受到相對設置的所述第二磁體陣列相對應的所述第二主磁體和所述第二副磁體二個磁體的磁吸力及磁斥力的綜合作用力，或所述第二磁體陣列中的所述第二主磁體或所述第二副磁體受到相對設置的所述第一磁體陣列的相對應的所述第一主磁體或所述第一副磁體二個磁體的磁吸力及磁斥力的綜合作用力。

作為優選，所述第一主磁體的磁化方向和所述第二副磁體的磁化方向相同，所述第一副磁體的磁化方向和所述第二主磁體的磁化方向相同，所述第一主磁體的磁化方向和所述第一副磁體的磁化方向相反，所述第二主磁體的磁化方向和所述第二副磁體的磁化方向相反。。

作為優選，所述第一磁體陣列或所述第二磁體陣列中一個磁體的凸出部對應另一個陣列的兩個磁體銜接形成的凹陷部。

作為優選，所述第一磁體陣列和所述第二磁體陣列的數量為N個；

當N＝1時，所述第一磁體陣列和所述第二磁體陣列在所述重力補償器的中心軸線處沿Z軸方向延伸且相對設置；