CN216593476U - 蓝宝石测量平台磁悬浮式移动装置和蓝宝石测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及蓝宝石测量设备，提供一种蓝宝石测量平台磁悬浮式移动装置，包括基座、X向移动平台、承载蓝宝石进行测量的Y向移动平台、第一悬浮机构、第二悬浮机构、X向驱动机构和Y向驱动机构，X向移动平台位于基座和Y向移动平台之间，基座通过第一悬浮机构支撑X向移动平台，X向移动平台在X向驱动机构驱动下能够相对于基座沿X方向移动，X向移动平台通过第二悬浮机构支撑Y向移动平台，Y向移动平台在Y向驱动机构驱动下能够相对于X向移动平台沿Y方向移动。本实用新型还提供一种包含有该蓝宝石测量平台磁悬浮式移动装置的蓝宝石测量装置。本实用新型蓝宝石测量平台磁悬浮式移动装置能够平稳的移动测量平台，测量数据不受跳动影响。

Description

蓝宝石测量平台磁悬浮式移动装置和蓝宝石测量装置

技术领域

本实用新型涉及蓝宝石测量设备，具体地，涉及一种蓝宝石测量平台磁悬浮式移动装置。另外，本实用新型还涉及一种蓝宝石测量装置。

背景技术

蓝宝石(Sapphire)晶体具有优良的光学性能、物理性能和稳定的化学性能，广泛应用于高亮度LED衬底材料、各种光学元器件、窗口材料，因为其具有良好的抗辐射性能，常被用于航空航天中暴露在辐射环境中的光学元件材料以及智能手机显示屏、Home键、摄像头保护盖等消费电子产品领域。

在蓝宝石的生产过程中，需要将蓝宝石放在测量平台上进行测量，通过移动测量平台以测量蓝宝石不同部位。传统的平台的移动装置采用导轨滑块配合，使用伺服电机驱动，进行前后左右移动，在移动过程中由于存在机械摩擦，产生的阻力会导致测量平台的跳动(3-5um)，伺服电机驱动也会因为阻力产生移动位置的偏差。且由于传统的平台移动装置使用的是导轨滑块，需要定期保养，随着时间的增加，会产生磨损，导致精度降低，在保养时使用的润滑油也会造成蓝宝石的脏污。

因此，需要提供一种移动装置以解决上述现有技术存在的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种蓝宝石测量平台磁悬浮式移动装置，该蓝宝石测量平台磁悬浮式移动装置在移动时，测量平台平稳，确保测量数据不受测量平台跳动影响，且长时间的使用不会导致精度的降低，无需保养，不会对产品造成污染。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种蓝宝石测量平台磁悬浮式移动装置，包括基座、X向移动平台、承载蓝宝石进行测量的Y向移动平台、第一悬浮机构、第二悬浮机构、X向驱动机构和Y向驱动机构，所述X向移动平台位于所述基座和所述Y向移动平台之间，所述基座通过所述第一悬浮机构支撑所述X向移动平台，所述X向移动平台在所述X向驱动机构驱动下能够相对于所述基座沿X方向移动，所述X向移动平台通过所述第二悬浮机构支撑所述Y向移动平台，所述Y向移动平台在所述Y向驱动机构驱动下能够相对于所述X向移动平台沿Y方向移动。

具体地，所述第一悬浮机构和所述第二悬浮机构的结构一致，包括导轨和与所述导轨相配合的支架，所述导轨为“工”字导轨，所述导轨的上臂的底面设有第一磁铁，所述支架设有与所述第一磁铁相互磁性作用的悬浮电磁铁，以使所述支架相对于所述导轨悬浮；所述基座上安装有对应的所述导轨，所述支架安装在所述X向移动平台的底面，以使所述X向移动平台相对于所述基座悬浮；所述X向移动平台上安装有对应的所述导轨，所述支架安装在所述Y向移动平台的底面，以使所述Y向移动平台相对于所述X向移动平台悬浮。

具体地，所述导轨的上臂两外侧面设有第二磁铁，所述支架的两内侧面设有与第二磁铁相互磁性作用的导向电磁铁，以使所述支架在所述导轨的长度方向上不偏移。

优选地，所述基座与所述X向移动平台之间以及所述X向移动平台与所述Y向移动平台之间均采用双导轨结构。

具体地，所述X向驱动机构与所述Y向驱动机构的结构一致，二者均为U槽式线性电机，所述U槽式线性电机包括平行磁轨和动子，所述基座上安装有对应的所述平行磁轨，与所述X向移动平台相对应的一个所述支架上安装有对应的所述动子，以驱动所述X向移动平台相对于所述基座沿X方向移动；所述X向移动平台上安装有对应的所述平行磁轨，与所述Y向移动平台相对应的一个所述支架上安装有对应的所述动子，以驱动所述Y向移动平台相对于所述X向移动平台沿Y方向移动。

优选地，还包括X向定位机构和Y向定位机构，所述基座与所述X向移动平台之间设有沿X向布置的所述X向定位机构，以确认X向移动平台相对于所述基座沿X方向的移动位置；所述X向移动平台与所述Y向移动平台之间设有沿Y向布置的所述Y向定位机构，以确认Y向移动平台相对于所述X向移动平台沿Y方向的移动位置。

具体地，所述X向定位机构和所述Y向定位机构的结构一致，二者均为光栅尺，所述光栅尺包括标尺光栅和光栅读数头，所述基座上安装有对应的所述标尺光栅，所述X向移动平台的底面安装有与安装在所述基座上的所述标尺光栅对应的所述光栅读数头；所述X向移动平台上安装有对应的所述标尺光栅，所述Y向移动平台的底面安装有与安装在所述X向移动平台上的所述标尺光栅对应的所述光栅读数头。

优选地，还包括第一悬浮高度检测机构和第二悬浮高度检测机构，所述基座与所述X向移动平台之间设置有所述第一悬浮高度检测机构，以检测二者之间的悬浮高度；所述X向移动平台与所述Y向移动平台之间设置有所述第二悬浮高度检测机构，以检测二者之间的悬浮高度。

具体地，所述第一悬浮高度检测机构和所述第二悬浮高度检测机构的结构一致，包括激光测距器和反射镜，所述X向移动平台的底面安装有对应的所述激光测距器，与设置在所述X向移动平台底面的所述激光测距器相对应的所述反射镜沿X方向安装在所述基座上；所述Y向移动平台的底面安装有对应的所述激光测距器，与设置在所述Y向移动平台底面的所述激光测距器相对应的所述反射镜沿Y方向安装在所述X向移动平台上。

进一步地，本实用新型还提供了一种蓝宝石测量装置，包括测量平台和移动所述测量平台的移动装置，所述移动装置为上述技术方案中任一项所述的蓝宝石测量平台磁悬浮式移动装置。

通过上述方案，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型蓝宝石测量平台磁悬浮式移动装置通过第一悬浮机构实现X向移动平台相对于基座悬浮，再通过X向驱动机构实现X向移动平台相对于基座沿X方向移动；通过第二悬浮机构实现Y向移动平台相对于X向移动平台悬浮，再通过Y向驱动机构实现Y向移动平台相对于X向移动平台Y方向移动，因悬浮支撑不存在机械接触，所以在移动过程中避免了因摩擦阻力引起的跳动，测量数据不受影响，且在长时间的使用过程中，不会因摩擦损耗而降低精度，也无需保养，防止保养中的润滑剂污染产品。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型蓝宝石测量平台磁悬浮式移动装置的结构示意图；

图2是本实用新型蓝宝石测量平台磁悬浮式移动装置的第一悬浮机构的结构示意图；

图3是本实用新型蓝宝石测量平台磁悬浮式移动装置的正视图；

图4是本实用新型蓝宝石测量平台磁悬浮式移动装置的右视图。

附图标记说明

1基座 2X向移动平台

3Y向移动平台 4悬浮机构

5驱动机构 6定位机构

7导轨 8支架

9悬浮电磁铁 10第一磁铁

11导向电磁铁 12第二磁铁

13平行磁轨 14动子

15标尺光栅 16光栅读数头

17第一悬浮高度检测机构 18激光测距器

19反射镜 20第二悬浮机构

21Y向驱动机构 22Y向定位机构

23第二悬浮高度检测机构

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，本实用新型的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“形成”、“设有”、“设置”、“连接”等应做广义理解，例如，连接可以是直接连接，也可以是通过中间媒介进行间接的连接，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间连接件间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，在未作相应说明的情况下，采用的方位词“上”、“下”和“底面”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，所接触的仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；对于本实用新型的方位术语，应当结合实际安装状态进行理解。

现有技术中，蓝宝石测量平台的移动装置通常采用导轨滑块配合，使用伺服电机驱动，以实现前后左右移动，由于机械摩擦的存在，会导致测量平台跳动，影响测量数据。本实用新型提供了一种蓝宝石测量平台磁悬浮式移动装置，在移动过程中，移动部件相互之间不接触，测量平台移动过程平稳，参见图1，图1是本实用新型蓝宝石测量平台磁悬浮式移动装置的一种具体实施例的结构示意图，包括基座1、X向移动平台2、承载蓝宝石进行测量的Y向移动平台3、第一悬浮机构4、第二悬浮机构20、X向驱动机构5和Y向驱动机构21，X向移动平台2位于基座1和Y向移动平台3之间，基座1通过第一悬浮机构4支撑X向移动平台2，X向移动平台2在X向驱动机构5驱动下能够相对于基座1沿X方向移动，X向移动平台2通过第二悬浮机构20支撑Y向移动平台3，Y向移动平台3在Y向驱动机构21驱动下能够相对于X向移动平台2沿Y方向移动，第一悬浮机构4和第二悬浮机构20的设置使基座、X向移动平台和Y向移动平台三者相互之间不存在直接的机械接触，在X方向以及Y方向移动时，X向移动平台与Y向移动平台均不会产生跳动，确保测量数据的准确，且长时间的使用过程中，不会因摩擦损耗而降低精度，无需保养，避免了现有技术在保养时使用润滑剂从而造成产品污染的风险。需要说明的是，上述技术方案中，X方向与Y方向为二维坐标系中的X轴与Y轴方向(图1中已标识)。

作为一种具体实施方式，第一悬浮机构4和第二悬浮机构20的结构一致，参见图2，包括导轨7和与导轨7相配合的支架8，其中，导轨7为“工”字导轨，在导轨7的上臂的底面设有第一磁铁10，支架8设有与第一磁铁10相互磁性作用的悬浮电磁铁9，优选地，悬浮电磁铁9位于第一磁铁10的下方，悬浮电磁铁9通电产生磁场，在磁场作用下，悬浮电磁铁9与第一磁铁10之间形成相互吸引的磁力，以使支架8悬浮在导轨7的正上方，通过精确控制悬浮电磁铁9中的电流，使磁场保持稳定的强度和悬浮力。能够想到的是，也可以通过在导轨7的上臂顶面设有第一磁铁10，设置在支架8上的悬浮电磁铁9位于第一磁铁10上方，在磁场作用下，悬浮电磁铁9与第一电磁铁10之间形成相互排斥的磁力，同样可以使支架8悬浮于导轨7的正上方。参见图3-图4，基座1上安装有对应的导轨7，与该导轨7相对应的支架8安装在X向移动平台2的底面，以使X向移动平台2相对于基座1悬浮，且X向移动平台2沿X方向移动，因此基座1上的导轨7沿X方向布置；在X向移动平台2上安装有对用的导轨7，与该导轨7向对应的支架8安装在Y向移动平台3的底面，以使Y向移动平台3相对于X向移动平台2悬浮，且Y向移动平台3沿Y方向移动，因此X向移动平台2上的导轨7沿Y方向布置。

作为一种具体实施方式，导轨7的上臂两外侧面设有第二磁铁12，支架8的两内侧面设有与第二磁铁12相互磁性作用的导向电磁铁11，导向电磁铁11通电产生磁场，支架8与导轨7的两外侧面保持一定的间隙，在移动过程中，支架产生偏移时，在磁场作用下，支架8上的导向电磁铁11与第二磁铁12之间相互作用，维持支架稳定不偏移，从而达到控制X向移动平台2和Y向移动平台3移动方向的目的。

作为一种优选实施方式，基座1与X向移动平台2之间以及X向移动平台2与Y向移动平台3之间均采用双导轨结构，双导轨在移动时具有更高的精度，且更加稳定的悬浮支撑X向移动平台2或Y向移动平台3，具体地，基座1的两边沿X方向对称安装有两条导轨7，配合对应的支架8悬浮支撑X向移动平台2，X向移动平台2的两边沿Y方向对称安装有两条导轨7，配合对应的支架8悬浮支撑Y向移动平台3。

需要说明的是，X向驱动机构5与Y向驱动机构21的结构一致，二者均为线性电机，线性电机不需要经过中间转换机构而直接产生直线运动，使结构大大简化，运动惯量减少，动态性能和定位精度大大提高，同时也提高了可靠性，节约了成本。线性电机优选为U槽式线性电机，主要由平行磁轨13和动子14组成，动子14是非钢的，意味着无吸力且在磁轨和推力线圈之间无干扰力产生，在基座1上安装有对应的平行磁轨13，该平行磁轨13沿X方向布置，与X向移动平台2相对应的一个支架8上安装有对应的动子14，以驱动X向移动平台2相对于基座1沿X方向移动；相应地，X向移动平台2上安装有对应的平行磁轨13，该平行磁轨13沿Y方向布置，与Y向移动平台3相对应的一个支架8上安装有对应的动子14，以驱动Y向移动平台3相对于X向移动平台2沿Y方向移动。

作为一种优选实施方式，本实用新型蓝宝石测量平台磁悬浮式移动装置还包括X向定位机构6和Y向定位机构22，基座1与X向移动平台2之间设有沿X向布置的X向定位机构6，以确认X向移动平台2相对于基座1沿X方向的移动位置，从而精确确认X方向的位置信息，并将该X方向位置信息反馈给X向驱动机构5，实现本实用新型蓝宝石测量平台磁悬浮式移动装置X方向移动量的精准控制；X向移动平台2与Y向移动平台3之间设有沿Y向布置的Y向定位机构22，以确认Y向移动平台3相对于X向移动平台2沿Y方向的移动位置，从而精确确认Y方向的位置信息，并将该Y方向位置信息反馈给Y向驱动机构21，实现本实用新型蓝宝石测量平台磁悬浮式移动装置Y方向移动量的精确控制。

需要说明的是，X向定位机构6和Y向定位机构22的结构一致，二者均为光栅尺，光栅尺包括标尺光栅15和光栅读数头16，基座1上安装有对应的标尺光栅15，该标尺光栅15沿X方向布置，X向移动平台2的底面安装有与该标尺光栅15对应的光栅读数头16；X向移动平台2上安装有对应的标尺光栅15，该标尺光栅15沿Y方向布置，Y向移动平台2的底面安装有与该标尺光栅15对应的光栅读数头16，光栅读数头16获取标尺光栅15的干涉条纹变化参数，以确认本实用新型蓝宝石测量平台磁悬浮式移动装置X方向与Y方向的位置。

作为一种优选实施方式，本实用新型蓝宝石测量磁悬浮式移动装置还包括第一悬浮高度检测机构17和第二悬浮高度检测机构23，第一悬浮高度检测机构17设置在基座1与X向移动平台2之间，以检测二者之间的悬浮高度，并反馈给第一悬浮机构4以进行调整；第二悬浮高度检测机构23设置在X向移动平台2与Y向移动平台3之间，以检测二者之间的悬浮高度，并反馈给第二悬浮机构20以进行调整。

需要说明的是，第一悬浮高度检测机构17和第二悬浮高度检测机构23的结构一致，主要由激光测距器18和反射镜19构成，激光测距器18发射测距激光至反射镜19，测距激光经反射镜19被激光测距器18接收，通过发射至接收的时间差，计算得出激光测距器18与反射镜19之间的距离，在X向移动平台2的底面安装有对应的激光测距器18，与该激光测距器18相对应的反射镜19沿X方向安装在基座1上，以测量基座1与X向移动平台2之间的距离；在Y向移动平台3的底面安装有对应的激光测距器18，与该激光测距器18相对应的反射镜19沿Y方向安装在X向移动平台2上，以测量X向移动平台2与Y向移动平台3之间的距离。

还需要说明的是，上述技术方案中提到“第一悬浮机构4和第二悬浮机构20的机构一致”、“X向驱动机构5与Y向驱动机构21的结构一致”、“X向定位机构6和Y向定位机构22的结构一致”和“第一悬浮高度检测机构17和第二悬浮高度检测机构23的结构一致”，其中的“结构一致”仅表示为包含有相同的结构，但所构成的结构的尺寸及形状不一定相同。

另外，本实用新型还提供了一种蓝宝石测量装置，包括测量平台和移动该测量平台的移动装置，该移动装置为上述技术方案中所述的蓝宝石测量平台磁悬浮式移动装置，在对蓝宝石的测量平台移动过程中，测量平台平稳，测量数据不受测量平台跳动影响，数据精确。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (10)

1.一种蓝宝石测量平台磁悬浮式移动装置，其特征在于，包括基座(1)、X向移动平台(2)、承载蓝宝石进行测量的Y向移动平台(3)、第一悬浮机构(4)、第二悬浮机构(20)、X向驱动机构(5)和Y向驱动机构(21)，所述X向移动平台(2)位于所述基座(1)和所述Y向移动平台(3)之间，所述基座(1)通过所述第一悬浮机构(4)支撑所述X向移动平台(2)，所述X向移动平台(2)在所述X向驱动机构(5)驱动下能够相对于所述基座(1)沿X方向移动，所述X向移动平台(2)通过所述第二悬浮机构(20)支撑所述Y向移动平台(3)，所述Y向移动平台(3)在所述Y向驱动机构(21)驱动下能够相对于所述X向移动平台(2)沿Y方向移动。

2.根据权利要求1所述的蓝宝石测量平台磁悬浮式移动装置，其特征在于，所述第一悬浮机构(4)和所述第二悬浮机构(20)的结构一致，包括导轨(7)和与所述导轨(7)相配合的支架(8)，所述导轨(7)为“工”字导轨，所述导轨(7)的上臂的底面设有第一磁铁(10)，所述支架(8)设有与所述第一磁铁(10)相互磁性作用的悬浮电磁铁(9)，以使所述支架(8)相对于所述导轨(7)悬浮；所述基座(1)上安装有对应的所述导轨(7)，所述支架(8)安装在所述X向移动平台(2)的底面，以使所述X向移动平台(2)相对于所述基座(1)悬浮；所述X向移动平台(2)上安装有对应的所述导轨(7)，所述支架(8)安装在所述Y向移动平台(3)的底面，以使所述Y向移动平台(3)相对于所述X向移动平台(2)悬浮。

3.根据权利要求2所述的蓝宝石测量平台磁悬浮式移动装置，其特征在于，所述导轨(7)的上臂两外侧面设有第二磁铁(12)，所述支架(8)的两内侧面设有与第二磁铁(12)相互磁性作用的导向电磁铁(11)，以使所述支架(8)在所述导轨(7)的长度方向上不偏移。

4.根据权利要求2所述的蓝宝石测量平台磁悬浮式移动装置，其特征在于，所述基座(1)与所述X向移动平台(2)之间以及所述X向移动平台(2)与所述Y向移动平台(3)之间均采用双导轨结构。

5.根据权利要求2所述的蓝宝石测量平台磁悬浮式移动装置，其特征在于，所述X向驱动机构(5)与所述Y向驱动机构(21)的结构一致，二者均为U槽式线性电机，所述U槽式线性电机包括平行磁轨(13)和动子(14)，所述基座(1)上安装有对应的所述平行磁轨(13)，与所述X向移动平台(2)相对应的一个所述支架(8)上安装有对应的所述动子(14)，以驱动所述X向移动平台(2)相对于所述基座(1)沿X方向移动；所述X向移动平台(2)上安装有对应的所述平行磁轨(13)，与所述Y向移动平台(3)相对应的一个所述支架(8)上安装有对应的所述动子(14)，以驱动所述Y向移动平台(3)相对于所述X向移动平台(2)沿Y方向移动。

6.根据权利要求1所述的蓝宝石测量平台磁悬浮式移动装置，其特征在于，还包括X向定位机构(6)和Y向定位机构(22)，所述基座(1)与所述X向移动平台(2)之间设有沿X向布置的所述X向定位机构(6)，以确认X向移动平台(2)相对于所述基座(1)沿X方向的移动位置；所述X向移动平台(2)与所述Y向移动平台(3)之间设有沿Y向布置的所述Y向定位机构(22)，以确认Y向移动平台(3)相对于所述X向移动平台(2)沿Y方向的移动位置。

7.根据权利要求6所述的蓝宝石测量平台磁悬浮式移动装置，其特征在于，所述X向定位机构(6)和所述Y向定位机构(22)的结构一致，二者均为光栅尺，所述光栅尺包括标尺光栅(15)和光栅读数头(16)，所述基座(1)上安装有对应的所述标尺光栅(15)，所述X向移动平台(2)的底面安装有与安装在所述基座(1)上的所述标尺光栅(15)对应的所述光栅读数头(16)；所述X向移动平台(2)上安装有对应的所述标尺光栅(15)，所述Y向移动平台(3)的底面安装有与安装在所述X向移动平台(2)上的所述标尺光栅(15)对应的所述光栅读数头(16)。

8.根据权利要求1所述的蓝宝石测量平台磁悬浮式移动装置，其特征在于，还包括第一悬浮高度检测机构(17)和第二悬浮高度检测机构(23)，所述基座(1)与所述X向移动平台(2)之间设置有所述第一悬浮高度检测机构(17)，以检测二者之间的悬浮高度；所述X向移动平台(2)与所述Y向移动平台(3)之间设置有所述第二悬浮高度检测机构(23)，以检测二者之间的悬浮高度。

9.根据权利要求8所述的蓝宝石测量平台磁悬浮式移动装置，其特征在于，所述第一悬浮高度检测机构(17)和所述第二悬浮高度检测机构(23)的结构一致，包括激光测距器(18)和反射镜(19)，所述X向移动平台(2)的底面安装有对应的所述激光测距器(18)，与设置在所述X向移动平台(2)底面的所述激光测距器(18)相对应的所述反射镜(19)沿X方向安装在所述基座(1)上；所述Y向移动平台(3)的底面安装有对应的所述激光测距器(18)，与设置在所述Y向移动平台(3)底面的所述激光测距器(18)相对应的所述反射镜(19)沿Y方向安装在所述X向移动平台(2)上。

10.一种蓝宝石测量装置，其特征在于，包括测量平台和移动所述测量平台的移动装置，所述移动装置为权利要求1-9中任一项所述的蓝宝石测量平台磁悬浮式移动装置。

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