一种定位平台设备制造技术

本申请公开一种定位平台设备，包括运动平台和驱动机构，驱动机构包括定子、线圈和动子，定子具有两组驱动组，第一组驱动组包括两个沿第一方向设置的定子臂，第二组驱动组包括两个沿第二方向设置的定子臂，第一组驱动组形成U型磁通回路，第二组驱动组也形成U型磁通回路，定子呈双U型交叉的结构以保证紧凑，定子臂围成的活动区域内设置动子，动子驱动连接运动平台，每组驱动组均绕设线圈，这样，在线圈通电的情况下，可实现运动平台随动子在第一方向或第二方向的运动，本申请通过将定子设置为双U型交叉的结构、并与动子配合形成电磁驱动机构来实现运动平台的多轴运动，可兼顾高集成度、轻量化和大行程等优点，提高了定位平台设备综合性能。

【技术实现步骤摘要】
一种定位平台设备
本申请涉及精密驱动领域，特别涉及一种定位平台设备。
技术介绍
随着超精密制造领域的发展，对零件的制造精度已经达到了纳米级，基于此制造精度的要求，诞生了诸如纳米机械加工机床、纳米激光直写光刻机等加工设备，同时为适应纳米加工的需要，相应的纳米级计量装备也应运而生，比如纳米级的定位平台设备，通过其纳米级的定位精度和分辨率，并采用扫描等方式，可对放置于其上的零件进行尺寸、表面质量等检测，这些纳米定位平台驱动方式主要分为电磁力驱动(比如音圈电机剪应力电磁驱动、正应力电磁驱动)和智能材料驱动(比如压电驱动、磁致伸缩驱动)两种。以智能材料驱动为例，其中压电驱动虽然具有体积小、力密度大、刚度大、高带宽、高运动分辨率等性能，但由于压电材料的自身特性将导致行程范围有限，通常行程为几十微米，而如果采用柔性铰链的放大机构来增加压电行程，又会使整体运动质量增大且降低运动频率；而磁致伸缩驱动性能并未高于压电驱动，因此在微纳米驱动领域未得到广泛的应用。又以电磁力驱动为例，其中音圈电机剪应力电磁驱动的纳米定位平台虽然可达到毫米量级，但是其力密度低、低带宽、能量利用率低，无法适应在数十微米乃至数百微米行程的纳米定位平台的使用需求；而正应力电磁驱动，虽然引入偏置磁通的方式形成了驱动力与驱动电流、位移之间的线性关系，可更好的控制精密运动，并且具有力密度大，行程大(数百微米)等优点，但在多轴运动的驱动时一般只是将传统单轴驱动单元简单组合叠加，这样也大大增加了运动质量和装置的整体体积，导致平台的行程、频率等性能下降。综上，相关技术中的纳米定位平台，其结构无法同时兼顾大行程、轻量化和高集成度，纳米定位平台的整体综合性能有待提高。
技术实现思路
本专利技术提出了一种定位平台设备，特别涉及一种二维平动纳米定位平台设备，以解决相关技术中的定位平台无法同时满足大行程、轻量化和高集成度，定位平台的整体综合性能无法进一步提高的问题。一种定位平台设备，包括运动平台和驱动机构，驱动机构包括定子、线圈和动子，定子具有基板，基板的第一端面凸设4个定子臂，4个定子臂围成活动区域，动子可移动的设置于活动区域，驱动机构通过动子驱动连接运动平台，定子臂成对设置形成两组驱动组，第一组驱动组中的两个定子臂沿第一方向依次设置，第二组驱动组中的两个定子臂沿第二方向依次设置，第一方向和第二方向相交，各驱动组均绕设有线圈，在线圈通电的情况下，动子可于活动区域中沿第一方向或第二方向运动，运动平台可随动子运动。进一步的，驱动机构还包括磁体，磁体固设于活动区域，磁体、动子和运动平台沿垂直第一端面的方向依次设置。进一步的，动子设有第一驱动极面和第二驱动极面，第一驱动极面位于沿第一方向依次设置的两个定子臂之间，第二驱动极面位于沿第二方向依次设置的两个定子臂之间。进一步的，第一驱动极面垂直于第一方向，第二驱动极面垂直于第二方向。进一步的，每个定子臂均绕设有线圈。进一步的，定位平台设备还包括导向机构，导向机构包括第一导向件和第二导向件，第一导向件沿第一方向开设，第二导向件沿第二方向开设，导向机构连接运动平台，运动平台分别与第一导向件和第二导向件进行导向配合。进一步的，第一导向件和第二导向件均为柔性支链，在运动平台沿第一方向运动的情况下，第二导向件发生弯曲变形，在运动平台沿第二方向运动的情况下，第一导向件发生弯曲变形。进一步的，定位平台设备还包括基座，基座设有第一安装面，第一安装面凹设安装槽，驱动机构嵌设于安装槽，运动平台设于驱动机构背离第一安装面的一侧，第一安装面凸设支撑臂，导向机构固设于支撑臂。进一步的，定位平台设备还包括安装平台，导向机构设于安装平台和基座之间，安装平台设有容纳孔和安装凸缘，安装平台通过容纳孔套设于运动平台，安装平台通过安装凸缘穿设导向机构、并连接支撑臂。进一步的，定位平台设备还包括第一传感器和第二传感器，第一传感器和第二传感器均固设于安装平台，第一传感器和运动平台沿第一方向依次设置，第二传感器和运动平台沿第二方向依次设置。本专利技术的有益效果如下：本申请通过对定位平台设备进行结构优化，具体为设置包括定子、线圈和动子在内的驱动机构，定子具有两组驱动组，第一组驱动组包括两个沿第一方向设置的定子臂，第二组驱动组包括两个沿第二方向设置的定子臂，第一组驱动组形成U型磁通回路，第二组驱动组也形成U型磁通回路，定子呈双U型交叉的结构以保证紧凑，4个定子臂围成的活动区域内设置动子，驱动机构通过动子驱动连接运动平台，每组驱动组中均绕设线圈，这样，通过定子采用双U型交叉的结构，可实现在选择不同线圈通电的情况下，以电磁驱动的方式实现动子在活动区域内沿第一方向或者第二方向运动，进而实现运动平台在第一方向或第二方向的运动。综上，在驱动机构实现多轴运动的方式上，本申请中通过将定子设置为双U型交叉的结构，并且通过定子和动子相互配合形成电磁驱动机构，替代了相关技术中多个单轴驱动机构简单叠加形成的驱动机构，能够使本申请中驱动机构的结构得到简化，进而提高了定位平台设备的紧凑性，也使得定位平台设备质量和体积得到缩小，同时此种电磁驱动方式能够使定位平台行程达到±100微米，使得定位平台设备很好的兼顾了轻量化、高集成度、大行程等优点，提高了定位平台设备的综合性能。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1本专利技术第一种实施例公开的定位平台设备整体结构图；图2本专利技术第一种实施例公开的导向机构结构示意图；图3本专利技术第一种实施例公开的驱动机构结构示意图；图4本专利技术第一种实施例公开的驱动机构驱动原理图；图5本专利技术第一种实施例公开的基座结构图；图6本专利技术第一种实施例公开的安装平台结构图。附图标记说明：100-安装平台、110-容纳孔、120-第一安装孔、130-第二安装孔、140-安装凸缘、200-第一传感器、300-基座、310-支撑臂、320-安装槽、400-驱动机构、410-定子、411-定子臂、420-线圈、430-磁体、440-动子、500-运动平台、600-第二传感器、700-导向机构、710-第一导向件、720-第二导向件、730-连接块、740-连接框、X-第一方向、Y-第二方向。具体实施方式为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。请参考图1～图6，本申请所公开的定位平台设备可以是运用于超精密制造领域的纳米级定位平台，该平台作为计量设备使用，可用于精加工后的零件检测，下面开始详述。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定位平台设备，其特征在于：包括运动平台(500)和驱动机构(400)，/n所述驱动机构(400)包括定子(410)、线圈(420)和动子(440)，/n所述定子(410)具有基板，所述基板的第一端面凸设4个定子臂(411)，所述4个定子臂(411)围成活动区域，所述动子(440)可移动的设置于所述活动区域，所述驱动机构(400)通过所述动子(440)驱动连接所述运动平台(500)，/n所述定子臂(411)成对设置形成两组驱动组，第一组所述驱动组中的两个所述定子臂(411)沿第一方向(X)依次设置，第二组所述驱动组中的两个所述定子臂(411)沿第二方向(Y)依次设置，所述第一方向(X)和所述第二方向(Y)相交，/n各所述驱动组均绕设有所述线圈(420)，在所述线圈(420)通电的情况下，所述动子(440)可于所述活动区域中沿所述第一方向(X)或所述第二方向(Y)运动，所述运动平台(500)可随所述动子(440)运动。/n

【技术特征摘要】
1.一种定位平台设备，其特征在于：包括运动平台(500)和驱动机构(400)，
所述驱动机构(400)包括定子(410)、线圈(420)和动子(440)，
所述定子(410)具有基板，所述基板的第一端面凸设4个定子臂(411)，所述4个定子臂(411)围成活动区域，所述动子(440)可移动的设置于所述活动区域，所述驱动机构(400)通过所述动子(440)驱动连接所述运动平台(500)，
所述定子臂(411)成对设置形成两组驱动组，第一组所述驱动组中的两个所述定子臂(411)沿第一方向(X)依次设置，第二组所述驱动组中的两个所述定子臂(411)沿第二方向(Y)依次设置，所述第一方向(X)和所述第二方向(Y)相交，
各所述驱动组均绕设有所述线圈(420)，在所述线圈(420)通电的情况下，所述动子(440)可于所述活动区域中沿所述第一方向(X)或所述第二方向(Y)运动，所述运动平台(500)可随所述动子(440)运动。


2.根据权利要求1所述的定位平台设备，其特征在于：所述驱动机构(400)还包括磁体(430)，所述磁体(430)固设于所述活动区域，
所述磁体(430)、所述动子(440)和所述运动平台(500)沿垂直所述第一端面的方向依次设置。


3.根据权利要求1所述的定位平台设备，其特征在于：所述动子(440)设有第一驱动极面和第二驱动极面，所述第一驱动极面位于沿所述第一方向(X)依次设置的两个所述定子臂(411)之间，所述第二驱动极面位于沿所述第二方向(Y)依次设置的两个所述定子臂(411)之间。


4.根据权利要求3所述的定位平台设备，其特征在于：所述第一驱动极面垂直于所述第一方向(X)，所述第二驱动极面垂直于所述第二方向(Y)。


5.根据权利要求1所述的定位平台设备，其特征在于：每个所述定子臂(411)均绕设有所述线圈(420)。


6.根据权利要求1所述的定位平台设备，其特征在于：所述定位平台设备还包括导向机构(700)，所述导向机构(700)包括第一导向件(710)和第...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈栎，房彦宁，黄鹏，周荣晶，朱志伟，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32