异构电机共定子多驱动宏微一体化高速精密运动二维平台制造技术

本发明专利技术提出一种异构电机共定子多驱动宏微一体化高速精密运动二维平台，包括X/Y向基座、X/Y向导轨、滑块、U型直线电机、平板电机、U型直线电机定子、宏动动子、微动动子和宏微一体化平台。所述宏动平台与所述微动平台通过弹性构件联接形成一体化平台，安装在X向基座的定子为宏动平台的动子与控制微动平台X向微运动的动子共用，Y向通过压电陶瓷或解耦音圈电机进行精密位移补偿，当宏微动子同时驱动时，可实现整体大范围的高速运动；当出现运动偏差时，微动平台由于惯量小、无摩擦、通过弹性变形实现精密位移输出，可单独驱动实现高频运动偏差补偿。通过复合运动控制，可实现二维高速精密运动，安装使用方式与传统平台一致，方便推广应用。

【技术实现步骤摘要】
异构电机共定子多驱动宏微一体化高速精密运动二维平台
本专利技术涉及精密运动平台，尤其涉及异构电机共定子多驱动宏微一体化高速精密运动二维平台。
技术介绍
随着科技的进步，人们对产品的要求越来越高，促使生产商对产品的加工精度要求也越来越高，现有设备中高精度进给运动平台的行程普遍较短，而大行程的普通宏运动设备的精度又无法满足实际需求，如果采用专用的大行程高精度运动设备，产品的制造成本将大幅增加。针对上述现状，一种能将大行程一般精度的宏运动和高精度小行程的微运动相复合的可以实现大行程高精度进给，且具有多方向的运动平台越来越受到行业的青睐。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出异构电机共定子多驱动宏微一体化高速精密运动二维平台，采用共用定子实现二维宏微运动的大行程高精度的进给。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：异构电机共定子多驱动宏微一体化高速精密运动二维平台，包括X向基座、Y向基座和一体化平台；所述一体化平台包括宏动外框架和微动平台，所述微动平台包括X向微平台、X向弹片组、Y向微平台、Y向弹片组和Y向微驱动，具有弹性的所述X向弹片组设置于所述X向微平台的两侧，其一端连接于所述宏动外框架的内侧壁，另一端连接于所述X向微平台；具有弹性的所述Y向弹片组设置于所述Y向微平台的两侧，其一端连接于所述X向微平台的内侧壁，另一端连接于所述Y向微平台；所述X向弹片组和Y向弹片组相互垂直，用于放置工件的工作平台刚性连接于所述Y向微平台；所述X向基座设置有X向导轨、X向滑块和X向U型直线电机，所述X向滑块可滑动于所述X向导轨，所述X向U型直线电机包括X向定子、宏动外框架动子、X向微动平台动子和连接件，X向运动和X向微运动共用同一个所述X向定子；所述宏动外框架固定安装于所述X向滑块，并通过所述连接件连接于所述宏动外框架动子，由所述宏动外框架动子、所述X向微动平台动子和所述X向定子控制其滑动于所述X向导轨实现X向宏运动；所述Y向微驱动包括Y向微音圈电机和Y向微连接板，所述Y向微音圈电机固定于所述Y向微连接板，所述Y向微连接板固定于所述X向微平台的底部，所述Y向微平台由所述Y向微音圈电机控制其在Y向的微运动；所述Y向微连接板的底部通过连接件连接于所述X向微动平台动子，并由所述X向微动平台动子控制其在所述X向定子131上的X向微运动；所述Y向基座设置有Y向导轨、Y向滑块和Y向平板直线电机，所述Y向导轨设置在所述Y向基座表面上的两侧，所述Y向滑块可滑动于所述Y向导轨，所述Y向平板直线电机安装于任一侧的所述Y向导轨上，所述X向基座在X方向上的两侧固定有所述Y向滑块，并通过宏动连接件连接于所述Y向平板直线电机的动子，并由所述Y向平板直线电机控制其滑动于所述Y向导轨实现Y向宏运动。更进一步说明，所述宏动外框架动子设置有两个，分别设置在所述宏动外框架的进给方向的两端。更进一步说明，所述X向微平台、所述X向弹片组、所述Y向微平台、所述Y向弹片组、所述工作平台和所述宏动外框架为一体式结构。更进一步说明，所述的X向弹片组和Y向弹片组中各自的弹片均为平行布置，且弹片的长度方向分别垂直于X向微平台和Y向微平台的进给方向。更进一步说明，所述宏动外框架在其与所述X向弹片组的相连接处设置有X向槽，使所述宏动外框架的内侧形成较薄的可变形的X向微平台弹性件。更进一步说明，所述宏动外框架设有调节X向微平台弹性件变形度的X向频率调节机构。更进一步说明，所述X向频率调节机构为穿过所述X向槽的螺栓，其两端分别连接于所述X向槽的两侧。更进一步说明，所述Y向微平台在其内侧转角处设置有圆弧形内嵌式孔槽。更进一步说明，在所述X向微平台和所述Y向微平台的进给方向的端部分别设置有X向位移传感器和Y向位移传感器。更进一步说明，所述X向位移传感器或所述Y向位移传感器为差动电容传感器或光电传感器。本专利技术提出一种异构电机共定子多驱动宏微一体化高速精密运动二维平台，包括X/Y向基座、X/Y向导轨、滑块、U型直线电机、平板电机、U型直线电机定子、宏动动子、微动动子和宏微一体化平台。所述宏动平台与所述微动平台通过弹性构件联接形成一体化平台，安装在X向基座的定子为宏动平台的动子与控制微动平台X向微运动的动子共用，Y向通过压电陶瓷或解耦音圈电机进行精密位移补偿，当宏微动子同时驱动时，可实现整体大范围的高速运动；当出现运动偏差时，微动平台由于惯量小、无摩擦、通过弹性变形实现精密位移输出，可单独驱动实现高频运动偏差补偿。通过复合运动控制，可实现二维高速精密运动，安装使用方式与传统平台一致，方便推广应用。本专利技术的有益效果：1、X向宏运动和X向微运动共用同一个定子，结构简单，提供的驱动力更大，负载能力也更大，更为企业接受；2、宏动外框架与微动平台为一体化平台，由整块材料经过铣削、电火花加工等方式获取，避免了零件的装配误差，可以提高平台运动精度；4、适用于大范围的工作空间。附图说明图1是本专利技术的一个实施例的结构示意图；图2是本专利技术的一个实施例的拆分结构示意图；图3是本专利技术的一个实施例的微动平台的结构示意图；图4是图3中AA方向的剖面结构示意图；图5是本专利技术的一个实施例的微动平台的结构示意图。其中：X向基座1、Y向基座2、一体化平台3、微动平台4、X向微平台41、X向弹片组42、Y向微平台43、Y向弹片组44、Y向微驱动45、X向位移传感器46、Y向位移传感器47、X向导轨11、X向滑块12、X向U型直线电机13、X向定子131、宏动外框架动子132、X向微动平台动子133、连接件134、Y向导轨21、Y向滑块22、Y向平板直线电机23、宏动连接件24、X向槽311、X向微平台弹性件312、孔槽431、Y向微音圈电机451、Y向微连接板452。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。如图1或图2所示，异构电机共定子多驱动宏微一体化高速精密运动二维平台，包括X向基座1、Y向基座2和一体化平台3；所述一体化平台3包括宏动外框架和微动平台4，如图3或图4所示，所述微动平台4包括X向微平台41、X向弹片组42、Y向微平台43、Y向弹片组44和Y向微驱动45，具有弹性的所述X向弹片组42设置于所述X向微平台41的两侧，其一端连接于所述宏动外框架的内侧壁，另一端连接于所述X向微平台41；具有弹性的所述Y向弹片组44设置于所述Y向微平台43的两侧，其一端连接于所述X向微平台41的内侧壁，另一端连接于所述Y向微平台43；所述X向弹片组42和Y向弹片组44相互垂直，用于放置工件的工作平台刚性连接于所述Y向微平台43；如图2所示，所述X向基座1设置有X向导轨11、X向滑块12和X向U型直线电机13，所述X向滑块12可滑动于所述X向导轨11，所述X向U型直线电机13包括X向定子131、宏动外框架动子132、X向微动平台动子133和连接件134，X向运动和X向微运动共用同一个所述X向定子131；所述宏动外框架固定安装于所述X向滑块12，并通过所述连接件134连接于所述宏动外框架动子132，由所述宏动外框架动子132、所述X向微动平台动子133和所述X向定子131控制其滑动于所述X向导轨11实现X向宏运动；如图3所示，所述Y向微驱动45包括Y向微音圈电机451和Y向微连接板452，所述Y向微音圈电机45本文档来自技高网...

【技术保护点】
异构电机共定子多驱动宏微一体化高速精密运动二维平台，其特征在于：包括X向基座、Y向基座和一体化平台；所述一体化平台包括宏动外框架和微动平台，所述微动平台包括X向微平台、X向弹片组、Y向微平台、Y向弹片组和Y向微驱动，具有弹性的所述X向弹片组设置于所述X向微平台的两侧，其一端连接于所述宏动外框架的内侧壁，另一端连接于所述X向微平台；具有弹性的所述Y向弹片组设置于所述Y向微平台的两侧，其一端连接于所述X向微平台的内侧壁，另一端连接于所述Y向微平台；所述X向弹片组和Y向弹片组相互垂直，用于放置工件的工作平台刚性连接于所述Y向微平台；所述X向基座设置有X向导轨、X向滑块和X向U型直线电机，所述X向滑块可滑动于所述X向导轨，所述X向U型直线电机包括X向定子、宏动外框架动子、X向微动平台动子和连接件，X向运动和X向微运动共用同一个所述X向定子；所述宏动外框架固定安装于所述X向滑块，并通过所述连接件连接于所述宏动外框架动子，由所述宏动外框架动子、所述X向微动平台动子和所述X向定子控制其滑动于所述X向导轨实现X向宏运动；所述Y向微驱动包括Y向微音圈电机和Y向微连接板，所述Y向微音圈电机固定于所述Y向微连接板，所述Y向微连接板固定于所述X向微平台的底部，所述Y向微平台由所述Y向微音圈电机控制其在Y向的微运动；所述Y向微连接板的底部通过连接件于所述X向微动平台动子，并由所述X向微动平台动子控制其在所述X向定子在X向的微运动；所述Y向基座设置有Y向导轨、Y向滑块和Y向平板直线电机，所述Y向导轨设置在所述Y向基座表面上的两侧，所述Y向滑块可滑动于所述Y向导轨，所述Y向平板直线电机安装于任一侧的所述Y向导轨上，所述X向基座在X方向上的两侧通过固定于所述Y向滑块，并通过宏动连接件连接于所述Y向平板直线电机的动子，并由所述Y向平板直线电机控制其滑动于所述Y向导轨实现Y向宏运动。...

【技术特征摘要】
1.异构电机共定子多驱动宏微一体化高速精密运动二维平台，其特征在于：包括X向基座、Y向基座和一体化平台；所述一体化平台包括宏动外框架和微动平台，所述微动平台包括X向微平台、X向弹片组、Y向微平台、Y向弹片组和Y向微驱动，具有弹性的所述X向弹片组设置于所述X向微平台的两侧，其一端连接于所述宏动外框架的内侧壁，另一端连接于所述X向微平台；具有弹性的所述Y向弹片组设置于所述Y向微平台的两侧，其一端连接于所述X向微平台的内侧壁，另一端连接于所述Y向微平台；所述X向弹片组和Y向弹片组相互垂直，用于放置工件的工作平台刚性连接于所述Y向微平台；所述X向基座设置有X向导轨、X向滑块和X向U型直线电机，所述X向滑块可滑动于所述X向导轨，所述X向U型直线电机包括X向定子、宏动外框架动子、X向微动平台动子和连接件，X向运动和X向微运动共用同一个所述X向定子；所述宏动外框架固定安装于所述X向滑块，并通过所述连接件连接于所述宏动外框架动子，由所述宏动外框架动子、所述X向微动平台动子和所述X向定子控制其滑动于所述X向导轨实现X向宏运动；所述Y向微驱动包括Y向微音圈电机和Y向微连接板，所述Y向微音圈电机固定于所述Y向微连接板，所述Y向微连接板固定于所述X向微平台的底部，所述Y向微平台由所述Y向微音圈电机控制其在Y向的微运动；所述Y向微连接板的底部通过连接件连接于所述X向微动平台动子，并由所述X向微动平台动子控制其在所述X向定子上的X向微运动；所述Y向基座设置有Y向导轨、Y向滑块和Y向平板直线电机，所述Y向导轨设置在所述Y向基座表面上的两侧，所述Y向滑块可滑动于所述Y向导轨，所述Y向平板直线电机安装于任一侧的所述Y向导轨上，所述X向基座在X方向上的两侧固定有所述Y向滑块，并通过宏动连接件连接于所述Y向平板直线电机的动子，并由所述Y向平板直线电机控制其滑动于所述Y向导轨实现...

【专利技术属性】
技术研发人员：白有盾，杨志军，陈新，王梦，高健，李涵雄，李成祥，黄宇涵，王江龙，余明峰，刘浩文，李振新，钟裕导，刘伟光，杨海东，管贻生，陈新度，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44