一种六自由度磁浮台装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种六自由度磁浮台装置，包括支撑框架、移动框架和磁浮驱动机构，所述支撑框架包括第一支撑框架、第二支撑框架和第三支撑框架，所述磁浮驱动机构包括第一驱动单元、第二驱动单元和第三驱动单元，各驱动单元分别包括固定在所述支撑框架的定子和与定子配合的动子。还公开了一种磁浮台的控制方法。本发明专利技术通过分别设置的第一驱动单元、第二驱动单元、第三驱动单元，选择控制驱动单元的通电或控制驱动单元中线圈的驱动电流的方向、幅值和相位，可以实现移动框架的平动、转动，即提供六自由度的运动，相对于现有技术，具有结构简单、控制策略简单的优点。控制策略简单的优点。控制策略简单的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种六自由度磁浮台装置及其控制方法


[0001]本专利技术涉及一种磁浮台装置，应用于自动化装备领域。

技术介绍

[0002]微电子技术是随着集成电路，尤其是超大规模集成电路而发展起来的一门新的技术。微电子技术是高科技和信息产业的核心技术，已经渗入到现代技术和社会生活的各个领域。微电子技术的迅速发展，对自动化装备的需求越来越大，对自动化装备的性能和产能也提出了更高的要求。
[0003]在自动化装备制造领域，大行程运动台技术是自动化装备制造系统的核心技术，一直受到行业内的高度重视。自动化装备的性能和产能，也对运动台的速度、加速度和定位精度等性能提出了更高的要求。传统的大行程运动台系统，通常采用直线电机+机械导轨的技术方式，或者采用直线电机+气浮导轨的技术方式。直线电机+机械导轨的技术方式，引入了机械摩擦，限制了运动性能的提高。而直线电机+气浮导轨的技术方式，虽然降低了机械摩擦的影响，但大尺寸的气浮支撑面对平整度要求非常高，增加了加工制造难度，提高了生产成本。
[0004]随着运动台系统的工位增加，运动台的行程也随之增大，这就要求运动台基座覆盖行程的长度尺寸要更大。而行程的增大和产率的要求，对运动台的速度、加速度和定位精度指标提出了高要求；同时需要考虑运动台维护上的便利性，以及加工制造难度和成本上的可控性，这一系列的要求都对现有技术方式带来巨大的挑战和考验。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种六自由度磁浮台装置及其控制方法，可以解决现有技术中的上述缺陷。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种六自由度磁浮台装置，包括支撑框架(2)、移动框架(1)和磁浮驱动机构，所述支撑框架(2)包括第一支撑框架(2
‑
1)、第二支撑框架(2
‑
2)和第三支撑框架(2
‑
3)，其中，所述第二支撑框架(2
‑
2)呈第一预定角度固定于所述第一支撑框架(2
‑
1)，所述第三支撑框架(2
‑
3)呈第二预定角度固定于所述第一支撑框架(2
‑
1)，所述支撑框架(2)固定，所述移动框架(1)至少部分布设于所述支撑框架(2)内；所述磁浮驱动机构包括第一驱动单元(1
‑
1)、第二驱动单元(1
‑
2)和第三驱动单元(1
‑
3)，所述第一驱动单元(1
‑
1)配置在所述第一支撑框架(2
‑
1)与所述移动框架(1)间，所述第二驱动单元(1
‑
2)配置在所述第二支撑框架(2
‑
2)与所述移动框架(1)间，所述第三驱动单元(1
‑
3)配置在所述第三支撑框架(2
‑
3)与所述移动框架(1)间，各驱动单元分别包括固定在所述支撑框架(2)的定子和位于所述移动框架(1)并与定子配合的动子。
[0008]在一些实施例中，所述第一支撑框架(2
‑
1)、所述第二支撑框架(2
‑
2)、所述第三支撑框架(2
‑
3)间两两正交设置。
[0009]在一些实施例中，所述支撑框架(2)还包括第四支撑框架(2
‑
4)，所述第四支撑框架(2
‑
4)与所述第二支撑框架(2
‑
2)相对设置，所述磁浮驱动机构还包括设置在所述第四支撑框架(2
‑
4)与所述移动框架(1)间的第四驱动单元(1
‑
4)。
[0010]在一些实施例中，所述第四驱动单元(1
‑
4)以与所述第二驱动单元(1
‑
2)相同的方式布设。
[0011]在一些实施例中，所述定子与所述动子为配合设置的线圈阵列和磁体阵列，其中，所述磁体阵列为海尔贝克阵列。
[0012]在一些实施例中，所述磁体阵列固定于所述支撑框架(2)，所述线圈阵列固定于所述移动框架(1)。
[0013]在一些实施例中，以垂直于所述第一支撑框架(2
‑
1)的方向为第二方向，以垂直于所述第二支撑框架(2
‑
2)的方向为第三方向，以垂直于所述第三支撑框架(2
‑
3)的方向为第一方向，所述第一驱动单元(1
‑
1)中，所述线圈阵列的多个线圈之间沿第一方向两两相邻布置，所述磁体阵列的多个磁体之间沿第一方向两两相邻布置；所述第二驱动单元(1
‑
2)中，所述线圈阵列的多个线圈之间沿第二方向两两相邻布置，所述磁体阵列的多个磁体之间沿第二方向两两相邻布置；所述第三驱动单元(1
‑
3)中，所述线圈阵列的多个线圈之间沿第二方向两两相邻布置，所述磁体阵列的多个磁体之间沿第二方向两两相邻布置。
[0014]在一些实施例中，所述第一驱动单元(1
‑
1)包括至少两组所述线圈阵列，且多组所述线圈阵列沿第三方向分布；所述第二驱动单元(1
‑
2)包括至少两组所述线圈阵列，且多组所述线圈阵列沿第一方向分布；所述第三驱动单元(1
‑
3)包括至少两组所述线圈阵列，且多组所述线圈阵列沿第三方向分布。
[0015]优选的，所述磁浮驱动机构还包括功率放大器，其中，各驱动单元均配置有所述的功率放大器。
[0016]本专利技术还提供一种六自由度磁浮台的控制方法，包括提供一种磁浮台装置，所述六自由度磁浮台装置包括支撑框架(2)、移动框架(1)和磁浮驱动机构；所述支撑框架(2)包括第一支撑框架(2
‑
1)、第二支撑框架(2
‑
2)和第三支撑框架(2
‑
3)，其中，所述第二支撑框架(2
‑
2)呈第一预定角度固定于所述第一支撑框架(2
‑
1)，所述第三支撑框架(2
‑
3)呈第二预定角度固定于所述第一支撑框架(2
‑
1)，所述支撑框架(2)固定，所述移动框架(1)至少部分布设于所述支撑框架(2)内；所述磁浮驱动机构包括第一驱动单元(1
‑
1)、第二驱动单元(1
‑
2)和第三驱动单元(1
‑
3)，所述第一驱动单元(1
‑
1)配置在所述第一支撑框架(2
‑
1)与所述移动框架(1)间，所述第二驱动单元(1
‑
2)配置在所述第二支撑框架(2
‑
2)与所述移动框架(1)间，所述第三驱动单元(1
‑
3)配置在所述第三支撑框架(2
‑
3)与所述移动框架(1)间，各驱动单元分别包括固定在所述支撑框架(2)的定子和与定子配合的动子；通过控制所述磁浮驱动机构的驱动电流的方向、幅值和相位，使所述移动框架(1)产生平动或转动。
[0017]在上述的控制方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种六自由度磁浮台装置，其特征在于，包括支撑框架(2)、移动框架(1)和磁浮驱动机构；所述支撑框架(2)包括第一支撑框架(2
‑
1)、第二支撑框架(2
‑
2)和第三支撑框架(2
‑
3)，其中，所述第二支撑框架(2
‑
2)呈第一预定角度固定于所述第一支撑框架(2
‑
1)，所述第三支撑框架(2
‑
3)呈第二预定角度固定于所述第一支撑框架(2
‑
1)，所述支撑框架(2)固定，所述移动框架(1)至少部分布设于所述支撑框架(2)内；所述磁浮驱动机构包括第一驱动单元(1
‑
1)、第二驱动单元(1
‑
2)和第三驱动单元(1
‑
3)，所述第一驱动单元(1
‑
1)配置在所述第一支撑框架(2
‑
1)与所述移动框架(1)间，所述第二驱动单元(1
‑
2)配置在所述第二支撑框架(2
‑
2)与所述移动框架(1)间，所述第三驱动单元(1
‑
3)配置在所述第三支撑框架(2
‑
3)与所述移动框架(1)间，各驱动单元分别包括固定在所述支撑框架(2)的定子和位于所述移动框架(1)并与定子配合的动子。2.根据权利要求1所述的六自由度磁浮台装置，其特征在于，所述第一支撑框架(2
‑
1)、所述第二支撑框架(2
‑
2)、所述第三支撑框架(2
‑
3)间两两正交设置。3.根据权利要求1所述的六自由度磁浮台装置，其特征在于，所述支撑框架(2)还包括第四支撑框架(2
‑
4)，所述第四支撑框架(2
‑
4)与所述第二支撑框架(2
‑
2)相对设置，所述磁浮驱动机构还包括设置在所述第四支撑框架(2
‑
4)与所述移动框架(1)间的第四驱动单元(1
‑
4)。4.根据权利要求3所述的六自由度磁浮台装置，其特征在于，所述第四驱动单元(1
‑
4)以与所述第二驱动单元(1
‑
2)相同的方式布设。5.根据权利要求1所述的六自由度磁浮台装置，其特征在于，所述定子与所述动子为配合设置的线圈阵列和磁体阵列，其中，所述磁体阵列为海尔贝克阵列。6.根据权利要求5所述的六自由度磁浮台装置，其特征在于，所述磁体阵列固定于所述支撑框架(2)，所述线圈阵列固定于所述移动框架(1)。7.根据权利要求5所述的六自由度磁浮台装置，其特征在于，以垂直于所述第一支撑框架(2
‑
1)的方向为第二方向，以垂直于所述第二支撑框架(2
‑
2)的方向为第三方向，以垂直于所述第三支撑框架(2
‑
3)的方向为第一方向，所述第一驱动单元(1
‑
1)中，所述线圈阵列的多个线圈之间沿第一方向两两相邻布置，所述磁体阵列的多个磁体之间沿第一方向两两相邻布置；所述第二驱动单元(1
‑
2)中，所述线圈阵列的多个线圈之间沿第二方向两两相邻布置，所述磁体阵列的多个磁体之间沿第二方向两两相邻布置；所述第三驱动单元(1
‑
3)中，所述线圈阵列的多个线圈之间沿第二方向两两相邻布置，所述磁体阵列的多个磁体之间沿第二方向两两相邻布置。8.根据权利要求7所述的六自由度磁浮台装置，其特征在于，所述第一驱动单元(1
‑
1)包括至少两组所述线圈阵列，且多组所述线圈阵列沿第三方向分布；所述第二驱动单元(1
‑
2)包括至少两组所述线圈阵列，且多组所述线圈阵列沿第一方向分布；所述第三驱动单元(1
‑
3)包括至少两组所述线圈阵列，且多组所述线圈阵列沿第三方向分布。9.根据权利要求1所述的六自由度磁浮台装置，其特征在于，所述磁浮驱动机构还包括功率放大器，其中，各驱动单元均配置有所述的功率放大器。10.一种六自由度磁浮台的控制方法，其特征在于，包括提供一种六自由度磁浮台装置，所述六自由度磁浮台装置包括支撑框架(2)、移动框架(1)和磁浮驱动机构；
所述支撑框架(2)包括第一支撑框架(2
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1)、第二支撑框架(2
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2)和第三支撑框架(2
‑
3)，其中，所述第二支撑框架(2
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2)呈第一预定角度固定于所述第一支撑框架(2
‑
1)，所述第三支撑框架(2
‑
3)呈第二预定角度固定于...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁晨阳，彭仁强，杨晓峰，
申请(专利权)人：上海精测半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：