CN209402387U - 一种微动平台以及多维微动*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种微动平台以及多维微动***。该微动平台包括无铁芯直线电机，底座和滑台；其中，所述无铁芯直线电机包括定子组件和相对于定子组件做往复直线运动的动子组件；所述定子组件安装在所述底座上，所述定子组件包括平行于底座设置的磁轭，所述磁轭与底座相对的两个壁面上对称的设置有磁铁阵列；所述动子组件位于磁轭与底座之间，且其一侧从磁轭与底座之间的间隙穿出；所述滑台滑动配合在所述底座上，所述滑台的一侧与动子组件穿出磁轭与底座之间间隙的一侧装配在一起，所述滑台被配置为：在动子组件的驱动下做往复直线运动。本实用新型的一个技术效果为：将定子组件一侧的磁铁阵列直接固定在底座上，利于降低微动平台的高度。

Description

一种微动平台以及多维微动***

技术领域

本实用新型涉及运动平台领域，更具体地，本实用新型涉及一种微动平台以及多维微动***。

背景技术

近年来，随着科学技术的快速发展以及微电子产品的日益普及，人们开始越来越重视微电子产品的开发与应用。而微电子产品的加工通常涉及较为精密的加工技术，在加工中通常要用到微动平台。基于此，微动平台作为微电子产品的加工设备近年来被广泛应用，并呈现出快速发展的趋势。很多学者也在不断的研究微动平台。

目前，市面上的微动平台大多是由微型旋转电机以及丝杠等部件联合构成的，整个装置的结构较为复杂、尺寸也比较大，但响应速度却比较慢，在实际的应用中具有明显的缺陷。而对于拥有更高运动精度的微动平台来说，其中多采用压电陶瓷、磁驱动、摩擦驱动等方法来实现，虽然响应速度相对较快，但是存在制作成本高、控制方式复杂、以及维护不方便等诸多问题，这些问题也限制了其在加工生产中的应用。

由此可见，非常有必要研究出微动平台的新方案，以解决现有技术中存在的至少一个问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种微动平台的新技术方案。

根据本实用新型的第一个方面，提供一种微动平台，包括：

无铁芯直线电机，所述无铁芯直线电机包括定子组件和相对于定子组件做往复直线运动的动子组件；

底座，所述定子组件安装在所述底座上，所述定子组件包括平行于底座设置的磁轭，所述磁轭与底座相对的两个壁面上对称的设置有磁铁阵列；所述动子组件位于磁轭与底座之间，且其一侧从磁轭与底座之间的间隙穿出；

用于装配负载的滑台，所述滑台滑动配合在所述底座上，所述滑台的一侧与动子组件穿出磁轭与底座之间间隙的一侧装配在一起，所述滑台被配置为：在动子组件的驱动下做往复直线运动。

可选地，在磁轭和底座的两端部还分别设置有支撑件，所述磁轭支撑在所述支撑件上，所述支撑件被配置为：用于将磁轭与底座分隔开，以使磁轭与底座之间形成供动子组件穿过的间隙。

可选地，所述底座上设置有用于在第一方向上定位所述磁铁阵列的第一台阶，以及用于在第二方向上定位所述磁铁阵列的第二台阶。

可选地，所述磁铁阵列包括多个并排设置的磁铁块，且相邻的两个磁铁块之间通过分隔件隔开。

可选地，所述的微动平台，还包括传感器，所述传感器安装在所述底座的一侧边上，所述传感器被配置为：用于检测滑台的位置。

可选地，所述传感器为线性编码器；其中，所述线性编码器的读数头装配在底座上，所述线性编码器的栅尺装配在滑台上。

可选地，所述的微动平台，还包括一对限位块，所述一对限位块固定在底座设置有传感器的侧边上；所述滑台的一侧设置有与一对限位块相配合的挡块，当滑台在动子组件的驱动下做往复直线运动时，挡块在一对限位块之间往复运动，所述挡块、一对限位块之间被配置为：用于限制滑台运动的起点位置、终点位置。

可选地，所述底座上设置有容纳槽，所述无铁芯直线电机位于所述容纳槽内；所述容纳槽的两侧分别设置有导轨，且所述导轨呈相对设置，在所述导轨上设置有至少一个滑块，所述滑台固定设置在所述滑块上。

可选地，所述底座上设置有模组安装孔，所述滑台上对应于底座上模组安装孔的位置设置有负载安装孔。

根据本实用新型的第二个方面，提供一种多维微动***，包括至少两个上述的任一种微动平台，多个微动平台呈上下叠加设置。

本实用新型实施例提供的微动平台，采用无铁芯直线电机驱动，具有结构简单以及响应速度快的特点。而且，无铁芯直线电机中的定子组件一侧的磁铁阵列直接安装在底座上，该设计可以省去一个磁轭，可以减小定子组件在高度方向上的尺寸，从而可以有效降低微动平台的整体高度。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例，并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1是本实用新型实施例提供的微动平台的结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的微动平台的结构分解图。

图3是本实用新型实施例提供的微动平台的底座的结构示意图。

图4是本实用新型实施例提供的二维微动***的结构示意图。

附图标记说明：

1-底座，101-容纳槽，102-第一限位台，103-第二限位台，104-模组安装孔，2-传感器，3-限位块，4-定子组件，401-磁轭，402-磁铁块，5-支撑件，6-滑台，601-挡块，602-负载安装孔，7-导轨，8-动子组件，9-滑块，10-栅尺。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

参考图1以及图2，本实用新型实施例提供了一种微动平台，包括无铁芯直线电机，底座1，以及滑台6。其中，无铁芯直线电机包括定子组件4和相对于定子组件4做往复直线运动的动子组件8。定子组件4安装在底座1上，定子组件4包括平行于底座1设置的磁轭401，磁轭401与底座1相对的两个壁面上对称的设置有磁铁阵列。动子组件8位于磁轭401与底座1之间，且其一侧从磁轭401与底座1之间的间隙穿出。滑台6可用于承载负载，该滑台6滑动配合在底座1上，且滑台6的一侧与动子组件8穿出磁轭401与底座1之间间隙的一侧装配在一起，该滑台6被配置为：在动子组件8的驱动下做往复直线运动。

本实用新型实施例提供的微动平台，采用无铁芯直线电机作为驱动源。与现有的采用旋转电机加丝杆的结构相比，整个装置的结构更加简单，也易于控制。在本实用新型的微动平台中，将无铁芯直线电机中的定子组件一侧的磁铁阵列直接安装在底座上，该设计可以省去一个磁轭，可以减小定子组件在高度方向上的尺寸，从而可以有效降低微动平台的整体高度，即利于减小微动平台的尺寸。而且，其用于承载负载的滑台可以直接在动子组件的驱动下做往复直线运动，具有运动响应速度快的特点。另外，本实用新型微动平台中采用无铁芯直线电机，该电机在运行中具有无齿槽力、无磁吸力、运动平稳以及不易产生振动的特点。

本实用新型的微动平台，参考图1，在磁轭401和底座1的两端部还分别设置有支撑件5，磁轭401支撑在支撑件5上。支撑件5被配置为：用于将磁轭401与底座5分隔开，以使磁轭401与底座1之间形成供动子组件8穿过的间隙。动子组件8的其中一侧从磁轭401与底座1之间的间隙中穿出并与上方的滑台6装配在一起，此时动子组件8可以悬浮在该间隙内，并在该间隙内做往复直线运动。其中，磁轭401与底座1之间的间隙尺寸与动子组件8的尺寸相关，即该间隙中要能容纳下动子组件8。本实用新型中，采用支撑件将磁轭支撑在底座上，支撑件的设置位置比较灵活，可适用于支撑各种尺寸的磁轭。

其中，磁轭401和底座1可以采用本领域熟知的导磁材料制成，例如可以采用金属导磁材料，本实用新型对此不作限制。

其中，各支撑件5的形状和大小相同。在本实用新型的一个具体实施方式中，支撑件5采用立方体状的支撑块，该结构的支撑件方便与磁轭401、底座1连接，连接后的稳定性较好，且不会增加制作成本。

其中，支撑件5与磁轭401、底座1可以采用可拆卸的方式结合在一起，以方便拆卸，从而能更好的适用于不同尺寸的磁轭。支撑件5与磁轭401、底座1也可以采用紧固件进行固定连接，该方式具有成本低、便于操作、以及稳定性好等特点。进一步地，紧固件例如可以采用铆钉、螺钉、螺栓等本领域熟知的紧固件。当然，支撑件5与磁轭401、底座1还可以采用胶粘接、焊接等本领域熟知的连接方式结合在一起。

另外，磁轭401与底座1之间也可以采用其它的方式连接，只要使磁轭401和底座1能彼此分隔开，以使磁轭401和底座1之间形成有供动子组件8穿过的间隙即可，本实用新型对此不作限制。

本实用新型实施例提供的定子组件4，其中的磁铁阵列包括多个磁铁块402。

在本实用新型的一个具体实施方式中，参考图2，每个磁铁阵列包括多个并排设置的磁铁块402，且相邻的两个磁铁块402之间可以通过分隔件隔开。分隔件的设计实现了在安装磁铁块时无需额外设计磁铁安装工装，在安装磁铁块时更加简单方便、快速、且非常灵活。可选地，其中的分隔件可以采用标准尺寸的薄片或者棒状物，也可以采用本领域熟知的其它结构的分隔件，本实用新型对此不做限制。并且，分隔件的尺寸可以根据磁铁块之间需要间隔的间距灵活设置，本实用新型对此不做限制。

当然，磁铁阵列中磁铁块402的排列方式，可以根据实际需要灵活调整，本实用新型对此不作限制。

参考图1以及图2，本实用新型实施例提供的动子组件8可以包括基板，以及封装在该基板内的多个线圈。基板位于磁轭401与底座1之间，且其一侧从磁轭401与底座1之间的间隙穿出，且在基板穿出的一侧形成有安装部，该安装部被配置为：用于将动子组件8与滑台6连接在一起。整个滑台6位于无铁芯直线电机的上方，当动子组件8运动时可以带动滑台6一起运动。其中，安装部例如可以采用安装板或者安装架等，本实用新型对此不作限制。

本实用新型中，采用将多个线圈共同封装于基板内的设计，其目的在于：利用基板来支撑多个线圈。实际上，由于线圈比较软，在其上设置用于连接滑台的安装件比较困难，而采用基板的设计能加强线圈的刚性，利于在其上设置用于连接滑台的安装部，从而能实现动子组件8与滑台6的连接。

可选地，当在基板内封装多个线圈时，可以使多个线圈并排设置且依次连接。当然，多个线圈也可以采用其它的方式排列后封装在基板内，本实用新型对此不作限制。

可选地，线圈的数量可以根据对无铁芯直线电机推力大小的需求灵活设置，本实用新型对此不作限制。

可选地，线圈的形状例如可以是跑道型线圈、矩形线圈或者方形线圈等等，也可以根据对无铁芯直线电机推力大小的需求灵活选择，本实用新型对此不作限制。

参考图1以及图2，本实用新型的底座1上设置有容纳槽101，无铁芯直线电机位于该容纳槽101内。在容纳槽101的两侧分别设置有导轨7，且导轨7呈相对设置，在导轨7上设置有至少一个滑块9，滑台6固定设置在滑块9上。当无铁芯直线电机内的动子组件8相对于定子组件4产生运动时，动子组件8可以直接驱动滑台6可以做往复直线运动，具有运动响应速度快的特点。

参考图3，本实用新型的底座1上设置有用于在第一方向上定位所述磁铁阵列的第一台阶102，以及用于在第二方向上定位所述磁铁阵列的第二台阶103。该设计可以有效定位磁铁阵列的位置，方便在底座1上安装磁铁阵列。

参考图1-图3，本实用新型的底座1上还设置有模组安装孔104，在滑台6上对应于底座上模组安装孔104的位置设置有负载安装孔602。具体来说：底座1上的模组安装孔104与滑台6上的负载安装孔602呈一一对应的关系，并且模组安装孔104与负载安装孔602尺寸、形状相适配，以便于可以将多个微动平台上下叠加安装在一起。

在本实用新型的一个具体实施方式中，参考图1-图3，在底座1的四个角上各设置一个模组安装孔104，对应的在滑台6的四个角上各设置一个负载安装孔602。

参考图1以及图2，本实用新型的微动平台，还包括：传感器2，且该传感器2可以安装在底座1的一侧边上。该传感器2被配置为：用于检测滑台6的位置。在本实用新型的一个具体实施方式中，传感器2采用线性编码器，其中，将线性编码器的读数头装配在底座1上，将线性编码器的栅尺10装配在滑台6上。将读数头设置在底座1上，将栅尺10设置在滑台6上，这一设计可以使读数头固定不动，读数头的线缆可以无相对运动，能避免读数头因重复弯折导致线缆接触不良和断裂的情况。当然，传感器2还可以采用本领域熟知的其它传感器，例如：位移传感器等，本实用新型对此不做限制。

参考图1以及图2，本实用新型的微动平台，还包括：一对限位块3，且该对限位块3固定在底座1设置有传感器2的侧边上。并且，在滑台6的一侧还设置有挡块601，当滑台6滑动配合在底座1上时，挡块601位于一对限位块3之间。当滑台6在动子组件8的驱动下做往复直线运动时，挡块601在一对限位块3之间往复运动，挡块601、一对限位块3之间被配置为：用于限制滑台6运动的起点位置、终点位置，可以有效防止滑台6出现滑脱的现象。

本实用新型中，设计将传感器2和限位块3安装在底座1的同一侧，可有效节省底座1在宽度方向上的尺寸。在相同推力时，可以有效减小底座1的宽度，从而能减小整个微动平台的宽度尺寸。结合前述的本实用新型微动平台的高度尺寸也比现有的微动平台小，可见，本实用新型的微动平台具有尺寸较小的优点。

另一方面，本实用新型实施例还提供了一种多维微动***，包括至少两个上述的任一种微动平台。在装配时，将多个微动平台上下叠加安装，可以实现多个方向的运动。

在本实用新型的一个具体实施方式中，参考图4，将两个微动平台呈上下叠加安装在一起形成二维微动***。其中一个微动平台的滑台6与另一个微动平台的底座1连接在一起。

虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种微动平台，其特征在于，包括：

无铁芯直线电机，所述无铁芯直线电机包括定子组件和相对于定子组件做往复直线运动的动子组件；

底座，所述定子组件安装在所述底座上，所述定子组件包括平行于底座设置的磁轭，所述磁轭与底座相对的两个壁面上对称的设置有磁铁阵列；所述动子组件位于磁轭与底座之间，且其一侧从磁轭与底座之间的间隙穿出；

用于装配负载的滑台，所述滑台滑动配合在所述底座上，所述滑台的一侧与动子组件穿出磁轭与底座之间间隙的一侧装配在一起，所述滑台被配置为：在动子组件的驱动下做往复直线运动。

2.根据权利要求1所述的微动平台，其特征在于，在磁轭和底座的两端部还分别设置有支撑件，所述磁轭支撑在所述支撑件上，所述支撑件被配置为：用于将磁轭与底座分隔开，以使磁轭与底座之间形成供动子组件穿过的间隙。

3.根据权利要求1所述的微动平台，其特征在于，所述底座上设置有用于在第一方向上定位所述磁铁阵列的第一台阶，以及用于在第二方向上定位所述磁铁阵列的第二台阶。

4.根据权利要求1所述的微动平台，其特征在于，所述磁铁阵列包括多个并排设置的磁铁块，且相邻的两个磁铁块之间通过分隔件隔开。

5.根据权利要求1所述的微动平台，其特征在于，还包括传感器，所述传感器安装在所述底座的一侧边上，所述传感器被配置为：用于检测滑台的位置。

6.根据权利要求5所述的微动平台，其特征在于，所述传感器为线性编码器；

其中，所述线性编码器的读数头装配在底座上，所述线性编码器的栅尺装配在滑台上。

7.根据权利要求5所述的微动平台，其特征在于，还包括一对限位块，所述一对限位块固定在底座设置有传感器的侧边上；

所述滑台的一侧设置有与一对限位块相配合的挡块，当滑台在动子组件的驱动下做往复直线运动时，挡块在一对限位块之间往复运动，所述挡块、一对限位块之间被配置为：用于限制滑台运动的起点位置、终点位置。

8.根据权利要求1所述的微动平台，其特征在于，所述底座上设置有容纳槽，所述无铁芯直线电机位于所述容纳槽内；

所述容纳槽的两侧分别设置有导轨，且所述导轨呈相对设置，在所述导轨上设置有至少一个滑块，所述滑台固定设置在所述滑块上。

9.根据权利要求1所述的微动平台，其特征在于，所述底座上设置有模组安装孔，所述滑台上对应于底座上模组安装孔的位置设置有负载安装孔。

10.一种多维微动***，其特征在于，包括至少两个权利要求1-9任一项所述的微动平台，多个微动平台呈上下叠加设置。