CN203179557U - 一种精密定位一维平台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种精密定位一维平台，包括运动机构、与所述运动机构连接的定位平台，所述运动机构包括电机、设置于所述电机上的连接架和设置于所述连接架上的压电驱动器，所述定位平台与所述压电驱动器连接。本实用新型在音圈电机实现高加速、高速和长行程的同时，通过压电驱动器补偿音圈电机的误差，同时通过缓冲减振台来消除音圈电机的在运动过程中的振动，最终实现高加速、高速、长行程和超精密定位的一维运动。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种平台，尤其涉及一种精密定位一维平台。
背景技术
定位***在各种精密机械设备中起着关键性的作用。随着微电子制造、各种超精密加工等精密工程的不断发展，大行程纳米定位平台在现代科学技术中起到越来越重要作用，特别是近几年一直是精密工程领域的研究热点之一。特别是在光刻，键合等微电子领域中，设备需要做平面往复定位运动，这个运动是在高速频繁启停状态下进行的平台精确定位运动。在满足预定精度的条件下，还要尽可能的提高其速度和加速度，来缩短机械加工时间，减少操作时间，有效的提高生产率。一维定位平台是实现平面的往复精确定位的关键基础。
目前国内的长行程超精密的定位主要是通过滚珠丝杠与压电驱动器或者直线电机与压电驱动器等来完成。这些定位很难同时实现高加速度、高速、长行程和超精密定位。这对于现代化的微电子制造领域的应用具有一定的局限性。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种精密定位一维平台，该精密定位一维平台解决了现有技术无法同时实现高加速、高速和长行程的精密定位问题。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种精密定位一维平台，其特征在于：包括底座、设置于所述底座上的运动机构和定位平台，所述运动机构包括电机、设置于所述电机上的连接架和设置于所述连接架上的压电驱动器，所述定位平台与所述压电驱动器连接。
优选地，所述电机为音圈电机。
优选地，所述压电驱动器为压电陶瓷驱动器。
优选地，还包括与所述运动机构上下连接的缓冲减振台，所述缓冲减振台包括上底座、与所述上底座连接的下底座。
进一步的，所述上底座设置有滑块，所述上底座中部设置有缓冲减振挡块。
进一步的，所述下底座设置有与所述滑块相配合的导轨，所述下底座中部设置有缓冲装置和容纳所述缓冲减振挡块的安装孔。
进一步的，所述缓冲装置包括导杆、与所述导杆一端连接的导杆挡块、与所述导杆另一端连接的导杆锁、套设在所述导杆外部的弹性件。
更进一步的，所述弹性件为弹簧。
优选地，所述定位平台包括与所述压电驱动器连接的平台连接架、与所述平台连接架连接的定位板、设置于所述定位板下部的平台底座、设置于所述平台底座两侧的运动测量光栅尺。
优选地，所述底座为大理石底座。
本实用新型产生的有益效果是：本实用新型通过把音圈电机与压电驱动器通过连接架连接起来形成运动机构，将运动机构与定位平台紧固连接，且运动机构与缓冲减振台紧固连接，在音圈电机实现高加速、高速和长行程的同时，通过压电驱动器补偿音圈电机的误差，同时通过缓冲减振台来消除音圈电机的在运动过程中的振动，最终实现高加速、高速、长行程和超精密定位的一维运动。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型一种精密定位一维平台一个实施例的结构示意图；
图2为本实用新型一种精密定位一维平台一个实施例运动机构的放大结构示意图；
图3为本实用新型一种精密定位一维平台一个实施例减震台的放大结构示意图；
图4为本实用新型一种精密定位一维平台一个实施例上底座的放大结构示意图；
图5为本实用新型一种精密定位一维平台一个实施例下底座的放大结构示意图；
图6为本实用新型一种精密定位一维平台一个实施例定位平台的放大结构示意图；
图中：1运动机构；11音圈电机；12连接架；13压电驱动器；2定位平台；21平台连接架；22定位板；23第一运动测量光栅尺；24第二运动测量光栅尺；25平台底座；3缓冲减振台；31上底座；311滑块；312缓冲减振挡块；32下底座；321导轨；322安装孔；323导杆；324导杆挡块；325导杆锁；326弹簧；327弹簧挡片；4大理石底座。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
根据图1～图6所示的优选实施例，一种精密定位一维平台，包括运动机构1、与运动机构1连接的定位平台2、与运动机构1上下连接的缓冲减振台3、与缓冲减振台3和定位平台2连接的大理石底座4，运动机构1包括电机、设置于电机上的连接架12和设置于连接架12上的压电驱动器13，定位平台2与压电驱动器13连接。在本实用新型中，底座优选大理石底座4，但并不局限于大理石底座4，花岗岩等材质的底座均在本实用新型的保护范围之内。
在本实施例中电机优选音圈电机11，其在长行程运动上具有高速、高加速等优点，但其并不局限于音圈电机，直流电机和交流4V电机均在本实用新型保护范围之内，压电驱动器13优选压电陶瓷驱动器，压电驱动器13行程在纳米（nm）级别，其为纳米级水平运动，可实现在定位平台2上的微调。
在本实用新型中提出缓冲减振台3的作用是消除由于音圈电机11运动时引起的振动，缓冲减振台3包括上底座31、与上底座31连接的下底座32，上底座31上设置有滑块311，上底座31中部设置有缓冲减振挡块312，在本实施例中，上底座31横向上对称设置有两组滑块311，每组滑块包括两个第一滑块，第一滑块的数量可以为1个、3个、4个或者其他数量的，均在本实用新型的保护范围之内，但是两个第一滑块的优点是方便安装且利于导轨的平衡。
下底座32设置有与滑块311相配合的导轨321，下底座32中部设置有缓冲装置和容纳缓冲减振挡块312的安装孔322。缓冲装置包括导杆323、与导杆323一端连接的导杆挡块324、与导杆另一端连接的导杆锁325、套设在导杆323外部的弹性件。在本实施例中，弹性件为弹簧326，缓冲减振挡块312开有两个凹槽，凹槽的作用是将导杆323定位，固定在凹槽内，使导杆323沿着凹槽内做直线运动，缓冲减振挡块312将导杆323分为左右两侧，左右两侧分别设有用来缓冲振动的弹簧326，弹簧326与缓冲减振挡块312通过弹簧挡片327连接，本实施例中选用弹簧挡片327是保护弹簧的作用，不用弹簧挡片也可以达到本实用新型所要的效果，因此无弹簧挡片也是本实用新型的保护范围之内，安装孔322的作用是方便导杆和弹簧的安装，导杆锁325的作用是固定导杆。
缓冲减振台3的工作过程是运动机构1运动带动缓冲减振台3运动，下底座32上的导轨321沿着滑块运动，同时弹簧326被拉伸或压缩，当到弹簧326拉伸或压缩的最大距离时，开始向相反方向运动，从而可以消除因运动机构1运动带来的振动。
定位平台2包括与运动机构1连接的平台连接架21、与平台连接架21连接的定位板22、设置于定位板22下部的平台底座25、设置于平台底座25两侧的运动测量光栅尺，定位板22与平台底座25通过定位导轨（未图示）连接，定位导轨使定位板22可以在平台底座上做直线运动，在本实施例中，运动测量光栅尺有宏观运动测量光栅尺23和微观运动测量光栅尺24，宏动运动测量光栅尺23测得音圈电机11驱动时定位板22所得到的位置信号进行反馈，从而实现高加速、高速、长行程和微米级的精度定位的功能；微动运动测量光栅尺24测得压电驱动器13驱动时定位板22所得到的位置信号进行反馈，补偿音圈电机12产生的误差，从而补偿整个一维平台的纳米定位。
本实用新型的工作过程是：运动机构1运动带动定位板22运动，运动测量光栅尺通过定位板22对运动机构1的位置信号进行反馈，从而实现整个一维平台的精密定位运动。
本实用新型通过把音圈电机11与压电驱动器13通过连接架12连接起来形成运动机构1，将运动机构1与定位平台2紧固连接，且运动机构1与缓冲减振台3紧固连接，在音圈电机11实现高加速、高速和长行程的同时，通过压电驱动器13补偿音圈电机11的误差，同时通过缓冲减振台3来消除音圈电机11在运动过程中的振动，最终实现高加速、高速、长行程和超精密定位的一维运动。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种精密定位一维平台，其特征在于：包括底座、设置于所述底座上的运动机构和定位平台，所述运动机构包括电机、设置于所述电机上的连接架和设置于所述连接架上的压电驱动器，所述定位平台与所述压电驱动器连接。
2.如权利要求1所述的精密定位一维平台，其特征在于：所述电机为音圈电机。
3.如权利要求1所述的精密定位一维平台，其特征在于：所述压电驱动器为压电陶瓷驱动器。
4.如权利要求1所述的精密定位一维平台，其特征在于：还包括与所述运动机构上下连接的缓冲减振台，所述缓冲减振台包括上底座、与所述上底座连接的下底座。
5.如权利要求4所述的精密定位一维平台，其特征在于：所述上底座设置有滑块，所述上底座中部设置有缓冲减振挡块。
6.如权利要求5所述的精密定位一维平台，其特征在于：所述下底座设置有与所述滑块相配合的导轨，所述下底座中部设置有缓冲装置和容纳所述缓冲减振挡块的安装孔。
7.如权利要求6所述的精密定位一维平台，其特征在于：所述缓冲装置包括导杆、与所述导杆一端连接的导杆挡块、与所述导杆另一端连接的导杆锁、套设在所述导杆外部的弹性件。
8.如权利要求7所述的精密定位一维平台，其特征在于：所述弹性件为弹簧。
9.如权利要求1所述的精密定位一维平台，其特征在于：所述定位平台包括与所述压电驱动器连接的平台连接架、与所述平台连接架连接的定位板、设置于所述定位板下部的平台底座、设置于所述平台底座两侧的运动测量光栅尺。
10.如权利要求1所述的精密定位一维平台，其特征在于：所述底座为大理石底座。
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