[发明专利]一种三维真空运动系统及其应用

权利要求书

1.一种三维真空运动系统，其特征在于，其包括：设置于真空腔内的运动组件和设置于真空腔外且用于驱动所述运动组件运动的驱动组件；

所述驱动组件包括真空动密封件、直线轴承、电动缸和电机，所述电动缸与所述电机连接，所述真空动密封件的两端分别与所述电动缸的推力杆和所述直线轴承连接；

所述运动组件包括X轴运动装置、Y轴运动装置和Z轴运动装置，所述X轴运动装置与所述Y轴运动装置连接，所述Z轴运动装置与所述X轴运动装置或所述Y轴运动装置连接；所述驱动组件为三个且分别用于驱动所述X轴运动装置、所述Y轴运动装置和所述Z轴运动装置；

所述真空动密封件包括呈阶梯型的内筒，所述内筒包括进口段和出口段，所述进口段的直径小于所述出口段的直径，所述电动缸的推力杆安装于所述进口段，所述直线轴承安装于所述出口段；

所述真空动密封件还包括至少一个密封圈，所述密封圈安装于所述进口段内且位于所述电动缸的推力杆和所述直线轴承之间；

所述真空腔内压力环境为-10⁶pa～-10³pa，真空腔内温度环境为-10℃～200℃；

所述X轴运动装置包括第一导轨、第一滑块、载物板和第一连接杆，所述第一滑块固定连接至所述载物板的下表面，所述第一滑块可滑动地连接至所述第一导轨，所述第一连接杆与所述载物板的一端固定连接；

所述Y轴运动装置包括第二导轨、第二滑块、连接板和第二连接杆，所述第二滑块固定连接至所述连接板的下表面，所述第二滑块可滑动地连接至所述第二导轨，所述第二连接杆与所述连接板的一端固定连接；

所述Z轴运动装置包括导向柱、承载支架和第三连接杆，所述导向柱用于固定于所述真空腔的内侧壁，所述承载支架可滑动地安装于所述导向柱，所述第三连接杆与所述承载支架的中心固定连接；

所述第一导轨固定安装于所述连接板的上表面，所述第二导轨固定安装于所述承载支架的上表面，三个所述驱动组件的所述直线轴承分别与所述第一连接杆、所述第二连接杆和所述第三连接杆连接，三个所述驱动组件的所述电动缸分别与所述第一连接杆、所述第二连接杆和所述第三连接杆平行；

所述连接板的一侧设置有U型凹槽，所述U型凹槽位于所述第一连接杆的正下方；

所述第一连接杆长度L₁与Y轴方向运动行程L_Y及Z轴方向运动行程L_Z符合L₁²＝(1/2L_Y)²+L_Z²关系；

所述第二连接杆的长度L₂等于Z轴方向运动行程L_Z。

2.根据权利要求1所述的三维真空运动系统，其特征在于，所述第一连接杆和所述载物板之间以及所述第一连接杆和所述驱动组件之间均设置有第一万向节；

所述第二连接杆和所述连接板之间以及所述第二连接杆和所述驱动组件之间均设置有第二万向节。

3.根据权利要求2所述的三维真空运动系统，其特征在于，所述第一导轨、所述第二导轨、所述第一滑块、所述第二滑块、所述第一万向节和所述第二万向节均为耐高温的刚性材料制成。

4.根据权利要求3所述的三维真空运动系统，其特征在于，所述耐高温的刚性材料为镍基合金或铁基合金。

5.如权利要求1-4任一项所述的三维真空运动系统在3D打印设备、真空镀膜设备或真空冶金设备中的应用。