[发明专利]多自由度长行程磁悬浮工作台

摘要

多自由度长行程磁悬浮工作台，涉及一种多自由度长行程磁悬浮工作台。本发明提供了一种适用于真空环境使用的高精度的磁悬浮工作台。该工作台主要由磁悬浮平衡质量框架与多自由度运动单元构成；磁悬浮平衡质量框架主要由平衡质量框架与磁悬浮单元构成，其中磁悬浮单元用于支撑平衡质量框架的定子框架与动子框架，使二者之间没有接触；多自由度运动单元主要由Y向长行程直线电机、X向短行程直线电机以及Z向磁悬浮调整单元构成，其中Y向长行程直线电机、X向短行程直线电机以及Z向磁悬浮调整单元的定子和动子分别与平衡质量框架中的定子框架和动子框架固定连接，用于实现对该动子框架的六自由度运动调整。本发明尤其适用于真空环境使用。

主权项

多自由度长行程磁悬浮工作台，该工作台包括磁悬浮平衡质量框架（1）与多自由度运动单元（2）；磁悬浮平衡质量框架（1）包括平衡质量框架与磁悬浮单元；多自由度运动单元（2）包括定子上基板（2‑1）、定子下基板（2‑2）、动子基板（2‑3）、两套Y向长行程直线电机、两套X向短行程直线电机以及两套Z向磁悬浮调整单元；定子上基板和定子下基板固定连接形成多自由度运动单元（2）的定子框架，动子基板（2‑3）悬浮于该定子框架内；平衡质量框架（1）包括定子框架、两个动子框架（1‑5），定子框架是由两个上边板（1‑1）、两个侧板（1‑2）和一个下边板（1‑3）组成的框架结构，所述动子框架（1‑5）为长方体结构，两个动子框架（1‑5）分别固定在多自由度运动单元（2）的定子框架的两端，且所述两个动子框架（1‑5）分别嵌入在定子框架两端的上边板（1‑1）、侧板（1‑2）和下边板（1‑3）组成的凹槽内；磁悬浮单元包括六组块平板形平行充磁的动子永磁体（1‑6）和六组块平板形平行充磁的定子永磁体（1‑4），所述六块动子永磁体（1‑6）分成两组，每组的三块动子永磁体（1‑6）分别固定在一个动子框架（1‑5）上面、下面和与定子框架相邻的侧面；所述六块定子永磁体（1‑4）分成两组，每组中的三块定子永磁体（1‑4）分别固定到定子框架一端的上边板（1‑1）的下表面、下边板的上表面和侧板（1‑2）的内侧面，位置相对应的定子永磁体（1‑4）和动子永磁体（1‑6）之间为气隙，并且位置相对应的动子永磁体（1‑6）与定子永磁体（1‑4）的充磁方向相反；多自由度运动单元的Y向长行程直线电机沿Y向的轴线、X向短行程直线电机沿Y向的轴线以及Z向磁悬浮调整单元的沿Y向的轴线相互平行，两套Y向长行程直线电机沿Y向对称镜像设置，两套X向短行程直线电机沿Y向对称镜像设置，两套Z向磁悬浮调整单元沿Y向对称镜像设置；Y向长行程直线电机为双边初级结构，且为短次级、动次级结构，Y向长行程直线电机的上初级与定子上基板固定连接，Y向长行程直线电机的下初级与定子下基板固定连接；Y向长行程直线电机的次级与动子基板固定连接，所述Y向长行程直线电机用于调整动子基板沿Y向的运动行程；X向短行程直线电机为双边初级结构，且为短次级、动次级结构，X向短行程直线电机的上初级与定子上基板固定连接，X向短行程直线电机的下初级与定子下基板固定连接；X向短行程直线电机的次级与动子基板固定连接，所述X向短行程直线电机用于调整动子基板沿X向的运动行程；Z向磁悬浮调整单元由初级和次级构成，初级和次级之间为气隙，Z向磁悬浮调整单元的上初级与定子上基板固定连接，Z向磁悬浮调整单元的下初级铁心固定在多自由度运动单元的定子下基板上，Z向磁悬浮调整单元的次级与动子基板固定连接，所述Z向磁悬浮调整单元用于调整动子基板沿Z向的运动行程。