[发明专利]一种二自由度气浮运动平台

说明书

本发明属于大行程高精度定位平台相关技术领域，其公开了一种二自由度气浮运动平台，其包括大理石底座、第一X向运动组件、第二X向运动组件及Y向运动组件，所述第一X向运动组件及所述第二X向运动组件分别设置在所述大理石底座相背的两端，所述Y向运动组件的两端分别连接于所述第一X向运动组件及所述第二X向运动组件；所述第一X向运动组件包括设置在所述大理石底座上的第一X向大理石导轨、套在所述第一X向大理石导轨上的第一X向滑块及第一X向水平气浮块，所述第一X向水平气浮块设置在所述第一X向滑块上，其用于自动调节所述第一X向滑块与所述第一X向大理石导轨之间的气膜厚度。本发明通过气浮块保持气膜厚度不变，提高定位精度。

技术领域

本发明属于大行程高精度定位平台相关技术领域，更具体地，涉及一种二自由度气浮运动平台。

背景技术

超精密工作台在装备制造领域占有重要地位，其是精密测量、精密加工、半导体制造的基础。目前常见的超精密工作台主要使用气浮导轨，气浮导轨是气浮轴承的一种，其用气体作为润滑介质，将工作台相对运动部件隔开，极大减小了系统的摩擦，可显著提高定位精度、速度和加速度。随着精密制造领域对超精密工作台的要求提高，气浮导轨的刚度、稳定性和位置都对定位精度产生了一定影响，由于气浮导轨的气膜厚度一般在微米级，气浮封闭型导轨在工作过程中，由于装配应力释放、温度变化等会导致气浮导轨发生变形而使得气膜厚度无法保证，造成刚度损失而模态频率降低，严重时会发生运动卡死而损坏气浮轴承，磨花气浮面等严重后果，因此亟需设计一款新型的超精密二自由度气浮运动平台来减小气浮导轨对定位精度的影响。

目前，本领域相关技术人员已经做了一些研究，如专利CN1701925A公开了一种带双边直线电机同步驱动的H型气浮工作台，能实现高速和高精度定位。但是该专利公开的气浮导轨采用封闭式的高刚性结构，对加工和装配的要求较高；采用双边导轨导向，气浮导轨的气膜厚度不能保证恒定，长时间运动易发生气浮面磨坏甚至卡死等严重后果。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种二自由度气浮运动平台，其基于现有气浮导轨的工作特点，研究及设计了一种二自由度气浮运动平台。所述二自由度气浮运动平台的所述第一X向水平气浮块设置在所述第一X向滑块朝向所述第一X向大理石导轨的侧面上，其用于自动调节所述第一X向滑块与所述第一X向大理石导轨之间的气膜厚度，以保持所述气膜厚度不变，不易发生磨损气浮面或者卡死等现象，提高了精度。

为实现上述目的，本发明提供了一种二自由度气浮运动平台，其包括大理石底座、第一X向运动组件、第二X向运动组件及Y向运动组件，其特征在于：

所述第一X向运动组件及所述第二X向运动组件分别设置在所述大理石底座相背的两端，所述Y向运动组件的两端分别连接于所述第一X向运动组件及所述第二X向运动组件，所述第一X向运动组件、所述第二X向运动组件及所述Y向运动组件构成了H型结构；所述第一X向运动组件及所述第二X向运动组件通过带动所述Y向运动组件运动来带动工作台沿X方向运动，所述Y向运动组件用于带动所述工作台沿Y向运动，从而实现二自由度运动平台带动工作台沿X轴与Y轴两个方向水平移动；

所述第一X向运动组件包括设置在所述大理石底座上的第一X向大理石导轨、套在所述第一X向大理石导轨上的第一X向滑块及第一X向水平气浮块，所述第一X向水平气浮块设置在所述第一X向滑块朝向所述第一X向大理石导轨的侧面上，其用于自动调节所述第一X向滑块与所述第一X向大理石导轨之间的气膜厚度，以保持气膜厚度不变。

进一步地，所述第一X向滑块连接于所述Y向运动组件；通气时，所述第一X向水平气浮块通过自动调节所述第一X向滑块与所述第一X向大理石导轨之间的气膜间隙，以保持所述气膜厚度不变。