[发明专利]一种宏微双驱动精密定位平台及其控制方法

权利要求书

1.一种宏微双驱动精密定位平台，包括基座(2)、导轨(11)、平台(9)、宏微驱动器(6)和限位机构(7)，其特征在于：所述基座(2)底部焊接有支撑柱(12)，所述导轨(11)通过内六角螺栓(45)固定连接在基座(2)上端面，且导轨(11)滑动连接有滑块(10)，所述平台(9)通过内六角螺钉(8)固定连接在滑块(10)上端面，所述滑块(10)一侧安装有宏动标尺光栅(15)，所述导轨一侧安装有宏动光栅读数头(14)，所述滑块(10)另一侧安装有微动标尺光栅(20)，所述导轨另一侧安装有微动光栅读数头(21)，所述固定座(3)固定安装在基座(2)一端，所述宏微驱动器(6)安装在固定座(3)的中间孔上，且宏微驱动器(6)输出端与平台(9)一侧固定连接，所述限位机构(7)安装在固定座(3)侧孔内，所述基座(2)左端焊接有支架(4)，所述支架(4)顶端固定安装有计算机(5)，所述基座(2)下端焊接有电源箱(18)，所述宏微驱动器(6)、限位机构(7)、计算机(5)、宏动光栅读数头(14)、微动光栅读数头(21)与电源箱(18)电性连接；

所述宏微驱动器(6)包括外壳(23)、宏动线圈骨架(24)、内磁轭筒(36)、微动线圈骨架(35)、GMM棒(26)、输出杆(30)和端盖(32)，所述外壳(23)内壁固定安装有环形磁铁(22)，所述宏动线圈骨架(24)放置在环形磁铁(22)内部，且宏动线圈骨架(24)外围绕接有宏动线圈(28)，所述宏动线圈骨架(24)顶端卡接有磁轭套筒(31)，所述磁轭套筒(31)内部固定安装有隔磁套筒(29)，所述内磁轭筒(36)安装在隔磁套筒(29)内部，所述微动线圈骨架(35)设置在内磁轭筒(36)内部，且微动线圈骨架(35)外围绕接有微动线圈(27)，所述GMM棒(26)放置在微动线圈骨架(35)内部，且GMM棒(26)两端均设置有导磁块(25)，所述微动线圈骨架(35)顶端设置有导磁筒(34)，所述输出杆(30)设置在导磁块(25)顶端，所述端盖(32)与隔磁套筒(29)顶端通过螺纹连接，所述输出杆(30)贯穿端盖(32)，且端盖(32)与输出杆(30)之间设置有碟簧(33)；

所述限位机构(7)包括滑动筒(38)、铁芯(41)、活塞(39)、推杆43，所述滑动筒(38)内部固定安装有铁心(41)，且滑动筒(38)上设置有漏气孔(44)，所述铁心(41)外围绕接有磁力线圈(40)，所述滑动筒(38)一侧通过螺纹连接有螺纹盖(37)，且滑动筒(38)滑动连接有活塞(39)，所述活塞(39)一侧内部固定安装有钢片(42)，且活塞(39)另一侧连接有推杆(43)，所述推杆(43)贯穿螺纹盖(37)焊接有固定板(17)，所述固定板(17)另一端与端盖(32)、隔磁套筒(29)和磁轭套筒(31)相接触。

2.根据权利要求1所述的一种宏微双驱动精密定位平台，其特征在于：所述支撑柱(12)底端固定安装有减震垫(13)。

3.根据权利要求1所述的一种宏微双驱动精密定位平台，其特征在于：所述电源箱(18)一侧铰接有箱门(19)，且箱门(19)一侧安装有把手(1)。

4.根据权利要求1所述的一种宏微双驱动精密定位平台，其特征在于：所述限位机构(7)设置有两个。

5.根据权利要求1所述的一种宏微双驱动精密定位平台，其特征在于：所述导轨(11)上安装有机械限位装置(16)，所述机械限位装置(16)设置有两个。

6.根据权利要求1所述的一种宏微双驱动精密定位平台，其特征在于：所述固定座(3)的中轴线与导轨(11)底座长边中心轴线在同一直线上，所述导轨(11)底座上的螺纹孔置于导轨(11)底座的长边中心轴向上。

7.一种宏微双驱动精密定位平台的控制方法，其特征在于包括如下步骤：

S1：根据定位平台(9)理想位移需要，设定理想宏动位移和理想微动位移，并计算出宏动电流信号和微动电流信号；

S2：根据宏动电流信号，宏动线圈(28)在环形磁铁(22)形成的磁场下受到安培力作用，形成宏动推力，实现大范围宏动；

S3：宏动光栅读数头(14)检测宏动位移方向的位移量，并反馈；

S4：将反馈宏动位移与理想宏动位移进行比较，计算出宏动修正电流信号，对宏动位移进行修正，并判断电源箱(18)是否发出限位电流信号；

S5：根据限位电流信号，限位机构(7)产生限位力，控制宏动运动停止；

S6：宏动运动停止后，根据微动电流信号，微动线圈(27)产生磁场，GMM棒(26)在磁场的作用下伸长变形，形成微动推力，实现小范围微动；

S7：微动光栅读数头(21)检测微动位移方向的位移量，并反馈；

S8：将反馈微动位移与理想微动位移比较，计算出微动修正电流信号，对微动位移进行修正，最终实现精密定位。