一种长行程准零刚度柔性导向机构制造技术

本发明专利技术提出了一种长行程准零刚度柔性导向机构，属于精密仪器及机械技术领域。解决了现有柔性导向机构无法保证大行程恒力输出的问题。它包括间接驱动部件、直接驱动部件、第一正刚度簧片组件、第二正刚度簧片组件、负刚度簧片组件和直线电机驱动模块，直接驱动部件左右两侧分别通过两个第一正刚度簧片组件与两个间接驱动部件相连，两个间接驱动部件前后两侧分别通过两个第二正刚度簧片组件与两个固定组件相连，第一正刚度簧片组件和第二正刚度簧片组件结构相同，直接驱动部件左右两侧均与负刚度簧片组件一端相连，两个负刚度簧片组件的另一端均连接有负刚度簧片固定组件，直线电机驱动模块与直接驱动部件相连。机驱动模块与直接驱动部件相连。机驱动模块与直接驱动部件相连。

【技术实现步骤摘要】
一种长行程准零刚度柔性导向机构


[0001]本专利技术属于精密仪器及机械
，特别是涉及一种长行程准零刚度柔性导向机构。

技术介绍

[0002]极紫外线光刻机是现阶段最先进的光刻机。该设备采用波长为13.5nm的极紫外光作为工作光源，拥有最高的光刻分辨率。极紫外光几乎对所有物质均不透明且折射率接近于1，因此极紫外光刻机的照明系统、物镜系统及运动系统等均需置于真空中。常见的导向机构，如滚珠丝杠导向机构、气浮导向机构以及磁浮导向机构由于自身特点限制以及难以维护等原因无法应用于极紫外光刻机。柔性机构以其精度高、无需冷却、无摩擦、无需润滑、以及无线缆等优点，成为极紫外光刻机运动系统导向机构的首选方案。然而，常见的柔性机构存在行程小、有回弹力的等缺点。因此设计一种长行程恒力柔性导向机构，是极紫外光刻机中运动系统结构设计的关键。
[0003]现有的柔性导向机构的不足之处是无法在拥有大行程的同时满足恒力与高精度的要求。但是在EUV光刻机的运动系统中，为了保证运动的高速、高精度与稳定性，运动系统需要克服长行程柔性机构产生大变形回弹力带来的控制问题，这就要求在EUV光刻机的运动系统中有一种可以在大行程中输出恒力的准零刚度柔性导向机构。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种长行程准零刚度柔性导向机构，以解决现有柔性导向机构无法保证大行程恒力输出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种长行程准零刚度柔性导向机构，它包括间接驱动部件、直接驱动部件、第一正刚度簧片组件、第二正刚度簧片组件、负刚度簧片组件和直线电机驱动模块，所述直接驱动部件左右两侧分别通过两个第一正刚度簧片组件与两个间接驱动部件相连，所述两个间接驱动部件前后两侧分别通过两个第二正刚度簧片组件与两个固定组件相连，所述第一正刚度簧片组件和第二正刚度簧片组件结构相同，所述直接驱动部件左右两侧均与负刚度簧片组件一端相连，两个负刚度簧片组件的另一端均连接有负刚度簧片固定组件，所述直线电机驱动模块与直接驱动部件相连。
[0006]更进一步的，所述直接驱动部件与光栅尺反馈模块相连。
[0007]更进一步的，所述光栅尺反馈模块包括所述光栅尺、光栅读数头和光栅读数头固定件，所述光栅读数头通过光栅读数头固定件与直接驱动部件底部相连，所述光栅读数头与光栅尺位置对应，通过光栅读数头读取光栅尺刻度。
[0008]更进一步的，所述间接驱动部件下部设置有间接驱动部件重力补偿模块，所述直接驱动部件下部设有直接驱动部件重力补偿模块。
[0009]更进一步的，所述间接驱动部件重力补偿模块和直接驱动部件重力补偿模块结构相同，均包括磁铁粘贴件和磁铁，所述磁铁粘贴件与磁铁相连。
[0010]更进一步的，所述第一正刚度簧片组件和第二正刚度簧片组件均包括多个簧片、簧片垫块、簧片固定件和簧片底部连接件，所述多个簧片相互堆叠，多个簧片两端之间分别连接有簧片垫块并通过簧片固定件夹紧，所述簧片固定件与簧片底部连接件相连。
[0011]更进一步的，所述负刚度簧片组件包括多个负刚度簧片、多个负刚度弹簧垫片和负刚度簧片固定件，所述多个负刚度簧片相互堆叠，多个负刚度簧片两端之间分别连接有负刚度弹簧垫片并通过负刚度簧片固定件夹紧固定。
[0012]更进一步的，所述直线电机驱动模块包括直线电机和电机固定块，所述直线电机与电机固定块相连，所述直线电机与直接驱动部件相连。
[0013]更进一步的，所述间接驱动部件、第一正刚度簧片组件、第二正刚度簧片组件、固定组件和直接驱动部件组成一个二阶耦合式平行四边形机构。
[0014]更进一步的，所述固定组件包括固定侧板和固定端，所述固定侧板与固定端相连，所述固定端与第二正刚度簧片组件相连。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0016]1、本专利技术提供的的一种长行程准零刚度柔性导向机构，兼顾大行程、高精度和恒力要求，实现直接驱动部件的高精度直线运动。
[0017]2、本专利技术利用正刚度簧片组件和间接驱动部件将直接驱动部件由于平行四边形变形产生的Y向位移转移到两个对称分布的间接驱动部件。
[0018]3、本专利技术将负刚度簧片组件与第一组簧片组件组成准零刚度系统，负刚度簧片提供与簧片回弹力方向相反的补偿力实现准零刚度。
[0019]4、本专利技术使用直线光栅尺反馈模块通过光栅读数头读取光栅尺刻度变化来反映直接驱动部件的位移，从而达到精密测量与控制。
附图说明
[0020]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0021]图1为本专利技术所述的一种长行程准零刚度柔性导向机构上部结构示意图；
[0022]图2为本专利技术所述的一种长行程准零刚度柔性导向机构下部结构示意图；
[0023]图3为本专利技术所述的第一正刚度簧片组件结构示意图；
[0024]图4为本专利技术所述的负刚度簧片组件结构示意图；
[0025]图5为本专利技术所述的光栅尺反馈模块结构示意图。
[0026]1‑
间接驱动部件，2
‑
第一正刚度簧片组件，21
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簧片，22
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簧片垫块，23
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簧片固定件，24
‑
簧片底部连接件，3
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固定组件，4
‑
间接驱动部件重力补偿模块，41
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磁铁粘贴件，42
‑
磁铁，5
‑
负刚度簧片固定组件，6
‑
直接驱动部件，7
‑
负刚度簧片组件，71
‑
负刚度簧片，72
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负刚度弹簧垫片，73
‑
负刚度簧片固定件，8
‑
光栅尺反馈模块，81
‑
光栅尺，82
‑
光栅读数头，83
‑
光栅读数头固定件，9
‑
直接驱动部件重力补偿模块，10
‑
直线电机驱动模块，11
‑
第二正刚度簧片组件。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完
整地阐述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0028]参见图1
‑
5说明本实施方式，一种长行程准零刚度柔性导向机构，它包括间接驱动部件1、直接驱动部件6、第一正刚度簧片组件2、第二正刚度簧片组件11、负刚度簧片组件7和直线电机驱动模块10，直接驱动部件6左右两侧分别通过两个第一正刚度簧片组件2与两个间接驱动部件1相连，两个间接驱动部件1前后两侧分别通过两个第二正刚度簧片组件11与两个固定组件3相连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种长行程准零刚度柔性导向机构，其特征在于：它包括间接驱动部件(1)、直接驱动部件(6)、第一正刚度簧片组件(2)、第二正刚度簧片组件(11)、负刚度簧片组件(7)和直线电机驱动模块(10)，所述直接驱动部件(6)左右两侧分别通过两个第一正刚度簧片组件(2)与两个间接驱动部件(1)相连，所述两个间接驱动部件(1)前后两侧分别通过两个第二正刚度簧片组件(11)与两个固定组件(3)相连，所述第一正刚度簧片组件(2)和第二正刚度簧片组件(11)结构相同，所述直接驱动部件(6)左右两侧均与负刚度簧片组件(7)一端相连，两个负刚度簧片组件(7)的另一端均连接有负刚度簧片固定组件(5)，所述直线电机驱动模块(10)与直接驱动部件(6)相连。2.根据权利要求1所述的一种长行程准零刚度柔性导向机构，其特征在于：所述直接驱动部件(6)与光栅尺反馈模块(8)相连。3.根据权利要求2所述的一种长行程准零刚度柔性导向机构，其特征在于：所述光栅尺反馈模块(8)包括所述光栅尺(81)、光栅读数头(82)和光栅读数头固定件(83)，所述光栅读数头(82)通过光栅读数头固定件(83)与直接驱动部件(6)底部相连，所述光栅读数头(82)与光栅尺(81)位置对应，通过光栅读数头(82)读取光栅尺(81)刻度。4.根据权利要求1所述的一种长行程准零刚度柔性导向机构，其特征在于：所述间接驱动部件(1)下部设置有间接驱动部件重力补偿模块(4)，所述直接驱动部件(6)下部设有直接驱动部件重力补偿模块(9)。5.根据权利要求4所述的一种长行程准零刚度柔性导向机构，其特征在于：所述间接驱动部件重力补偿模块(4)和直接驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴剑威，张银，李一帆，赵鹏越，晏祯卓，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：