单层多自由度气静压纳米定位平台制造技术

一种单层多自由度气静压纳米定位平台，其特征是：其主要是于固定底座上以气静压轴承装设一工作平台，并于固定底座与工作平台相对的任意三个非平行面的平面上装设位移感测器。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

Single layer and multi degree of freedom gas pressure nano positioning platform

A single multi DOF pneumatic nano positioning platform, which is characterized in that the main is to a fixed base on aerostatic bearing is provided with a work platform, and in any fixed base and working platform relative to the three non parallel planes is provided with a displacement sensor.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种单层多自由度气静压纳米定位平台。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的缺点，本创作人以多年的工作经验，经过不断的研究设计，提供一种机构简单且能达到六自由度的单层多自由度气静压纳米定位平台。本技术采用的技术方案是一种单层多自由度气静压纳米定位平台，为一微动平台精密定位装置，其特征是其主要是于固定底座上以气静压轴承装设一工作平台，并于固定底座与工作平台相对的任意三个非平行面的平面上装设位移感测器。该任意三个非平行面的平面上分别装设有一对电磁力致动模组，或在该任意三个非平面的平面上分别以3∶2∶1的方式排列装设电磁力致动模组。该任意三个非平行面的平面上的位移感测器是非接触式位移感测器。该任意三个非平行面的平面上分别装设有一对位移感测器，或在该任意三个非平行面的平面上分别以3∶2∶1的方式排列装设位移感测器。本技术于固定底座上以气静压轴承装设一工作平台，来减少机构中摩擦对各自由度定位精度的交互影响，而达到低摩擦阻力的支撑效果；本技术于固定底座与工作平台相对的X、Y、Z平面上装设电磁力致动模组，而可以单层的结构具有六自由度的运动，达到结构简单，且达成高线性度与高精度的精密定位平台；本技术于工作平台的外部固定底座上装设非接触式位移感测器，而可直接测量工作平台位置，并将测量位置回馈至电磁力致动模组，以达到纳米级定位的需求。具体实施方式以下结合附图及具体实施例对本技术作进一步的详细说明。请参阅图3、4、5，本技术单层多自由度气静压纳米定位平台主要是于固定底座20以气静压轴承21装设工作平台22，由于气静压轴承21为非接触式气浮轴承，因此可在低摩擦阻力下支撑工作平台22，以减少摩擦对各自由度定位精度的方向影响；另于X、Y、Z平面的固定底座20与工作平台22上装设有电磁力致动模组，其中，Y平面上的致动模组是于固定底座20内横向排列装设来年感电磁致动器23、24，另于工作台22相对电磁致动器23、24位置装设永久磁铁25、26；X平面上的致动模组是于固定底座20内直向排列装设两电磁致动器27、28位置装设永久磁铁29、30；Z平面上的致动模组是于固定底座20内水平排列装设两电磁致动器27、28，另于工作平台22相对电磁致动器27、28位置装设永久磁铁29、30；Z平面上的致动模组是于固定底座20内水平排列装设两电磁致动器31、32，另于工作平台22相对电磁致动器31、32位置装设永久磁铁33、34，籍由在X、Y、Z平面上分别装设一对电磁力致动模组，进而由控制电磁致动器23、24、27、28、31、32的磁性转换，而与永久磁铁25、26、29、30、33、34作同性相斥异性相吸的磁力位移控制，即可达到以单层作六个自由度的运动，另于固定底座20的另一Y平面及X平面上装设有位移感测器35、36、37、38及Z平面上装设有位移感测器39、40，籍由在X、Y、Z平面上分别装设一对电磁力致动模组，进而由控制电磁致动器23、24、27、28、31、32的磁性转换，而与永久磁铁25、26、29、30、33、34作同性相斥异性相吸的磁力位移控制，即可达到以单层作六个自由度的运动；另于固定底座20的另一Y平面及X平面上各装设有位移感测器35、36、37、38及Z平面上装设位移感测器35、36、37、38及Z平面上分别装设一对位移感测器，而以非接触式的方式感测工作平台22于各平面的位置，并由各平面上每一对位移感测器测量的差异，计算各轴向的旋转角度，再将测量位置与计算后的角度讯号回馈到各电磁力致动模组，以达到六个自由度的高线性度与高精度的精密定位平台，进而达到纳米级定位的需求。此外，本技术是以六自由度为最佳实施例的说明，致于六自由度以下也可于本技术中依据设计排列设置电磁力致动模组及位移感测器，而可轻易获得，仍属于本技术的保护范围。籍此，本技术利用气静压轴承与电磁力致动模组的控制，在单层的结构中，达到六自由度的运动微调控制，且气静压轴承排出气体的同时，带走电磁力致动模组的发热，而不需额外的冷却系统，进而达到高精度且多自由度的需求。综上所述，本技术为一深具实用性及进步性的设计，未见有相同的产品及刊物公开，符合申请条件，现依法提出申请。权利要求1.一种单层多自由度气静压纳米定位平台，其特征是其主要是于固定底座上以气静压轴承装设一工作平台，并于固定底座与工作平台相对的任意三个非平行面的平面上装设位移感测器。2.如权利要求1所述的单层多自由度气静压纳米定位平台，其特征是该任意三个非平行面的平面上分别装设有一对电磁力致动模组。3.如权利要求1所述的单层多自由度气静压纳米定位平台，其特征是该任意三个非平面的平面上分别以3∶2∶1的方式排列装设电磁力致动模组。4.如权利要求1所述的单层多自由度气静压纳米定位平台，其特征是该任意三个非平行面的平面上的位移感测器是非接触式位移感测器。5.如权利要求1所述的单层多自由度气静压纳米定位平台，其特征是该任意三个非平行面的平面上分别装设有一对位移感测器。6.如权利要求1所述的单层多自由度气静压纳米定位平台，其特征是该任意三个非平行面的平面上分别以3∶2∶1的方式排列装设位移感测器。专利摘要一种单层多自由度气静压纳米定位平台，为一微动平台精密定位装置，主要是于一固定底座上以气静压轴承装设工作平台，并在固定底座与工作平台相对的X、Y、Z平面上装设电磁力致动模组以及位移感测器；藉此，利用电磁力控制技术，应用于气静压平台装置，以平台外部的感测器直接测量平台位置，所得测量资料作为回馈信号，以获得平台精度的补偿，进而以单层结构达成多自由度纳米定位平台的高精度需求。文档编号G05D3/00GK2568620SQ02246809公开日2003年8月27日 申请日期2002年8月8日 优先权日2002年8月8日专利技术者钟裕亮, 王维汉, 蔡锦溢, 何世江 申请人:财团法人工业技术研究院本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钟裕亮，王维汉，蔡锦溢，何世江，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：实用新型
国别省市：