一种精密运动补偿器、XYZ三维精密运动补偿器及补偿系统技术方案

本申请实施例公开了一种精密运动补偿器，具有基底与微动台，基底包括底座与固定设置在底座上的凸台；微动台的底面具有相对设置并垂直底面的压电侧侧板与弹簧侧侧板；弹簧侧侧板与凸台的第一端面之间设置有预紧压缩的弹簧，压电侧侧板与凸台的位于第一端面对侧的第二端面之间夹设有压电陶瓷；基底上设置有滑动组件，微动台与滑动组件连接，并可基于滑动组件沿弹簧的轴向滑动；还具有测量部件，用于测量微动台的位置；解决了现有的压电陶瓷和柔性铰链配合的结构运用时误差较大，平台宏动时的振动抵消和微动时的精确定位都难以符合要求的技术问题。本申请实施例还公开了一种XYZ三维精密运动补偿器及补偿系统。

【技术实现步骤摘要】
一种精密运动补偿器、XYZ三维精密运动补偿器及补偿系统
本申请涉及精密运动
，尤其涉及一种精密运动补偿器、XYZ三维精密运动补偿器及补偿系统。
技术介绍
微电子产品高质量高产能的制造，取决于关键机构的高精度定位与高加速度运动的二者兼顾。然而，高精度定位与高加速度运动难免会带来振动问题。在宏运动中，高加速度运动必定会引起的平台的振动，在微运动中，微动动力的作用后，平台也会由于惯性无法精准的停留在目标位置。现有的一种消除运动平台振动的方案是采用压电陶瓷和柔性铰链配合的结构，但由于柔性铰链的非线性程度高，计算复杂，并且计算出的结果在实际作用时误差较大，无论是平台宏动时的振动抵消还是微动时的精准定位都难以符合要求。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种精密运动补偿器，解决了现有的压电陶瓷和柔性铰链配合的结构运用时误差较大，平台运动时的振动抵消和微动时的精确定位都难以符合要求的技术问题。有鉴于此，本申请第一方面提供了一种精密运动补偿器，具有基底与微动台，所述基底包括底座与固定设置在所述底座上的凸台；所述微动台的底面具有相对设置并垂直所述底面的压电侧侧板与弹簧侧侧板；所述弹簧侧侧板与所述凸台的第一端面之间设置有预紧压缩的弹簧，所述压电侧侧板与所述凸台的位于所述第一端面对侧的第二端面之间夹设有压电陶瓷；所述基底上设置有滑动组件，所述微动台与所述滑动组件连接，并可基于所述滑动组件沿所述弹簧的轴向滑动；还具有测量部件，用于测量所述微动台的位置。优选地，所述第一端面上设置有与所述弹簧匹配的弹簧定位柱。优选地，还包括预紧螺栓；所述弹簧侧侧板上设置有与所述预紧螺栓匹配的螺纹孔；所述预紧螺栓通过所述螺纹孔与所述弹簧侧侧板连接，其端部对所述弹簧侧侧板内侧的所述弹簧预紧压缩。优选地，所述滑动组件具体包括导轨与滑块；所述导轨沿所述弹簧的轴向设置在所述基底上，所述滑块套设在所述导轨上，所述微动台与所述滑块连接。优选地，所述导轨具体设置在所述基底的底座上。优选地，所述测量装置具体为光栅尺，所述光栅尺的读数头沿所述弹簧的轴向设置在所述底座上。本申请第二方面提供了一种XYZ三维精密运动补偿器，包括两个如上述第一方面所述的任一种精密运动补偿器，分别为X轴精密运动补偿器与Y轴精密运动补偿器；所述Y轴精密运动补偿器以所述X轴精密运动补偿器的微动台为底座，层叠设置在其上；所述Y轴精密运动补偿器的微动台上设置有Z轴精密运动补偿器。优选地，所述Z轴精密运动补偿器的底座为所述Y轴精密运动补偿器的微动台；所述Z轴精密运动补偿器的底座上固定设置有Z轴凸台，所述Z轴凸台沿竖直方向开设有向下的阶梯孔，在所述阶梯孔中由下至上依次放置有Z轴压电陶瓷、Z轴向推杆与Z轴弹簧，所述Z轴弹簧套设在所述Z轴向推杆上以定位；所述阶梯孔的下孔与所述Z轴压电陶瓷匹配，其上孔内壁设置有与Z轴预紧螺栓匹配的螺纹；所述Z轴预紧螺栓通过所述螺纹与所述Z轴凸台连接，其端部对所述Z轴弹簧预紧压缩；所述Z轴预紧螺栓中空设置，所述Z轴微动台与所述Z轴向推杆连接；还具有Z轴测量部件，用于测量Z轴微动台的位置。优选地，所述Z轴测量部件具体为Z轴光栅尺，所述Z轴光栅尺的读数头竖直设置在其底座。本申请第三方面提供了一种XYZ三维精密运动补偿系统，包括上位机与如上述第二方面所述的任一种XYZ三维精密运动补偿器；所述上位机用于，根据所述XYZ三维精密运动补偿器中的X、Y和/或Z轴精密运动补偿器的微动台的位置，输出信号控制对应的压电陶瓷。从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：本申请实施例中，提供了一种精密运动补偿器，其底座设置有固定的凸台，凸台位于微动台的压电侧侧板与弹簧侧侧板之间，在凸台的第一端面与弹簧侧侧板之间预紧压缩有弹簧，在凸台的位于第一端面的对侧的第二端面与压电侧侧板之间夹设有压电陶瓷，顶部的微动台可以沿弹簧轴向滑动；该补偿器还具有用于测量微动台位置的测量部件。可见，受到预紧压缩的弹簧的作用，微动台与固定凸台的相对位置被牢牢的限制住，而压电陶瓷也在弹簧的作用力下被夹紧在第一端面与弹簧侧侧板之间。如此，在平台做高加速度运动时，弹簧本身对微动台的振动就具有缓冲作用，同时，可以根据测量部件测量到的微动台的位置，输出控制压电陶瓷，利用压电陶瓷与弹簧共同作用来抵消平台运动的振动，大大降低振动的影响。而在微运动中，测量部件测量到微动台的位置与目标位置出现偏差时，可以通过输入控制压电陶瓷产生推力，该推力作用在微动台的压电侧侧板与固定凸台的第二端面之间，相当于也作用在微动台的弹簧侧侧板与固定凸台的第一端面之间，对弹簧进行压缩。弹簧本身处于预紧压缩的状态，对微动台的位置有强力的限制作用，因此在压电陶瓷产生的推力作用下，微动台可以在实现精准微位移后定位在目标位置，而不会由于惯性或振动偏离目标位置，实现精准定位。而相比现有技术，采用了弹簧代替现有的柔性铰链，使原来的非线性系统变为线性系统，使得计算要简单很多，并且计算出来的结果反映到对微动台位置的微动调整上也更贴近预期，使得微动台的位置能够精准的控制，误差大大减小。附图说明图1为本申请第一个实施例提供的一种精密运动补偿器的立体图；图2为图1所示的一种精密运动补偿器的爆炸图；图3为本申请第二个实施例提供的一种XYZ三维精密运动补偿器的爆炸图；图4为图3所示的XYZ三维精密运动补偿器的X轴精密运动补偿器的侧视图；图5为图3所示的XYZ三维精密运动补偿器的Y轴精密运动补偿器的侧视图；图6为图3所示的XYZ三维精密运动补偿器的Z轴精密运动补偿器的侧视图；图7为本申请第三个实施例提供的一种XYZ三维精密运动补偿器的结构示意图；附图标记如下：底座1，凸台2，微动台3，弹簧侧侧板31，压电侧侧板32，压电陶瓷4，弹簧5，预紧螺栓6，导轨7，滑块8，滑块连接件9，弹簧定位柱10，光栅尺的读数头11，Z轴凸台12，上孔1201，下孔1202，Z轴压电陶瓷13，Z轴向推杆14，Z轴弹簧15，Z轴预紧螺栓16，Z轴微动台17，Z轴光栅尺的读数头18。具体实施方式下面将结合附图对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请实施例保护的范围。在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，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申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。本申请提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种精密运动补偿器，其特征在于，具有基底与微动台，所述基底包括底座与固定设置在所述底座上的凸台；所述微动台的底面具有相对设置并垂直所述底面的压电侧侧板与弹簧侧侧板；所述弹簧侧侧板与所述凸台的第一端面之间设置有预紧压缩的弹簧，所述压电侧侧板与所述凸台的位于所述第一端面对侧的第二端面之间夹设有压电陶瓷；所述基底上设置有滑动组件，所述微动台与所述滑动组件连接，并可基于所述滑动组件沿所述弹簧的轴向滑动；还具有测量部件，用于测量所述微动台的位置。

【技术特征摘要】
1.一种精密运动补偿器，其特征在于，具有基底与微动台，所述基底包括底座与固定设置在所述底座上的凸台；所述微动台的底面具有相对设置并垂直所述底面的压电侧侧板与弹簧侧侧板；所述弹簧侧侧板与所述凸台的第一端面之间设置有预紧压缩的弹簧，所述压电侧侧板与所述凸台的位于所述第一端面对侧的第二端面之间夹设有压电陶瓷；所述基底上设置有滑动组件，所述微动台与所述滑动组件连接，并可基于所述滑动组件沿所述弹簧的轴向滑动；还具有测量部件，用于测量所述微动台的位置。2.根据权利要求1所述的精密运动补偿器，其特征在于，所述第一端面上设置有与所述弹簧匹配的弹簧定位柱。3.根据权利要求1所述的精密运动补偿器，其特征在于，还包括预紧螺栓；所述弹簧侧侧板上设置有与所述预紧螺栓匹配的螺纹孔；所述预紧螺栓通过所述螺纹孔与所述弹簧侧侧板连接，其端部对所述弹簧侧侧板内侧的所述弹簧预紧压缩。4.根据权利要求1所述的精密运动补偿器，其特征在于，所述滑动组件具体包括导轨与滑块；所述导轨沿所述弹簧的轴向设置在所述基底上，所述滑块套设在所述导轨上，所述微动台与所述滑块连接。5.根据权利要求4所述的精密运动补偿器，其特征在于，所述导轨具体设置在所述基底的底座上。6.根据权利要求1所述的精密运动补偿器，其特征在于，所述测量装置具体为光栅尺，所述光栅尺的读数头沿所述弹簧的轴向设置在所述底座上。7.一种XYZ三维精密运动补偿器，其特征在于，包括两个如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：张揽宇，高健，陈文华，张金迪，梁俊朗，钟耿君，赵光同，陈新，贺云波，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44