本申請公開了一種柔性鉸鏈機構、超精密直線運動平臺及雙工件工作臺，柔性鉸鏈機構可以通過控制至少三個音圈電機的同步升降來實現(xiàn)工作臺的高度調節(jié)，可以通過處于同一邊上的音圈電機升降與其它邊上的音圈電機產生高度差來實現(xiàn)工作臺的偏轉俯仰。一方面采用冗余驅動替代并聯(lián)機構，無需解耦；另一方面，采用音圈電機驅動的柔性鉸鏈組，所述柔性鉸鏈片組分別與所述基座和工作臺固定，單一模態(tài)，避免了高速運動時的多模態(tài)疊加。上述柔性鉸鏈機構可應用在機械導軌式直線平臺上，通過偏擺俯仰和高度調節(jié)，實現(xiàn)更高的平面度和直線度；還可以配合接觸切換式多軸氣浮導軌平臺，六自由度工件臺，滿足光刻機的六自由度調整需求。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
柔性鉸鏈機構、超精密直線運動平臺及雙工件工作臺
本專利技術涉及高端裝備制造
，具體涉及一種柔性鉸鏈機構、超精密直線運動平臺及雙工件工作臺。
技術介紹
高速精密運動平臺是高端裝備的核心基礎部件，廣泛應用于半導體制造、激光加工、精密檢測中。隨著技術的發(fā)展，對運動平臺的定位精度、重復定位精度、直線度、平面度都提出了極高的要求。在先技術專利技術了剛柔耦合運動平臺和剛柔耦合氣浮平臺，通過柔性鉸鏈彈性變形補償摩擦死區(qū)，解決了定位精度和重復定位精度的問題。然而，機械導軌直線平臺直線度和平面度受制造和安裝誤差的影響，只能達到微米級。另外，光刻機平臺需要XY大范圍運動和三個角度與Z方向的精密微調。在先專利技術只解決了XY大范圍精密運動和Z軸旋轉微調問題。需要能夠調節(jié)Z(高度)方向和俯仰偏轉的三自由度機構來實現(xiàn)直線度平面度的補償或者組成六自由度精密運動平臺，滿足光刻機等高端裝備的需求。現(xiàn)有三自由度調節(jié)機構主要有能夠調節(jié)兩個偏角和高度方向的剛性平臺，主要用于光學儀器中。另一類三自由度調節(jié)機構是并聯(lián)柔性鉸鏈機構，各自由度存在運動耦合，運動控制較為困難。當行程要求較大時，通常采用壓電陶磁驅動多級放大機構來實現(xiàn)。在高速時，多級放大機構存在多模態(tài)振動疊加，精密位置控制困難。
技術實現(xiàn)思路
鑒于現(xiàn)有技術中的上述缺陷或不足，期望提供一種柔性鉸鏈機構、超精密直線運動平臺及雙工件工作臺。為了克服現(xiàn)有技術的不足，本專利技術所提供的技術方案是：第一方面，本專利技術提供一種柔性鉸鏈機構，包括基座、工作臺、柔性鉸鏈片組和至少三個音圈電機，所述工作臺間隔設于所述工作臺上方,所述至少三個音圈電機在所述基座和所述工作臺之間排成多邊形,所述音圈電機包括音圈電機定子和音圈電機動子，所述音圈電機定子固定在所述基座上，所述音圈電機動子與所述工作臺連接；所述柔性鉸鏈片組的一端與所述連接部固定，所述柔性鉸鏈片組的另一端與所述工作臺固定。在一個實施例中，所述基座包括矩形基座，所述工作臺為矩形工作臺，所述至少三個音圈電機包括四個音圈電機，所述四個音圈電機的音圈電機定子分別固定于所述矩形基座的四角，所述四個音圈電機的音圈電機定子分別固定于所述矩形工作臺的四角。在一個實施例中，所述基座包括正三角形基座，所述工作臺為三角形工作臺，所述至少三個音圈電機包括三個音圈電機，所述三個音圈電機的音圈電機定子分別固定于所述三角形基座的三個角，所述三個音圈電機的音圈電機定子分別固定于所述三角形工作臺的三個角。在一個實施例中，柔性鉸鏈機構還包括測量裝置，所述測量裝置包括讀數(shù)頭和光柵，所述光柵固定在所述音圈電機動子上，所述讀數(shù)頭固定在所述基座上。在一個實施例中，所述測量裝置還包括讀數(shù)頭支架，所述讀數(shù)頭通過讀數(shù)頭支架固定在所述基座上。在一個實施例中，柔性鉸鏈機構還包括連接架，所述連接架設于所述音圈電機動子與所述工作臺之間，所述連接架分別與所述音圈電機動子和所述工作臺相連接。在一個實施例中，柔性鉸鏈機構還包括固定板和固定塊，所述柔性鉸鏈片組的一端通過所述固定板與所述工作臺相固定，所述柔性鉸鏈片組的另一端通過固定塊與所述連接部相固定。在一個實施例中，所述柔性鉸鏈片組包括多個柔性鉸鏈片和隔離塊，所述隔離塊設于每兩個相鄰的所述柔性鉸鏈片之間，所述柔性鉸鏈片的片數(shù)根據(jù)所述工作臺的負載進行變化。第二方面，本專利技術提供一種超精密直線運動平臺，包括第一方面所描述的柔性鉸鏈機構和剛柔耦合直線平臺，所述柔性鉸鏈機構中的基座與所述剛柔耦合直線平臺中的柔性鉸鏈工作臺相固定。第三方面，本專利技術提供一種雙工件工作臺，包括第一方面所描述的柔性鉸鏈機構和雙工件氣浮平臺；所述雙工件氣浮平臺包括Y軸直線運動平臺、X軸直線運動平臺和繞Z軸旋轉裝置，所述柔性鉸鏈機構中的基座與所述X軸直線運動平臺中的柔性鉸鏈工作臺相固定。與現(xiàn)有技術相比，本專利技術的有益效果是：本專利技術提供的一種柔性鉸鏈機構、超精密直線運動平臺及雙工件工作臺，柔性鉸鏈機構可以通過控制至少三個音圈電機的同步升降來實現(xiàn)工作臺的高度調節(jié)，可以通過處于同一邊上的音圈電機升降與其它邊上的音圈電機產生高度差來實現(xiàn)工作臺的偏轉俯仰。一方面采用冗余驅動替代并聯(lián)機構，無需解耦；另一方面，采用音圈電機驅動的柔性鉸鏈組，所述柔性鉸鏈片組分別與所述基座和工作臺固定，單一模態(tài)，避免了高速運動時的多模態(tài)疊加。上述柔性鉸鏈機構可應用在機械導軌式直線平臺上，通過偏擺俯仰和高度調節(jié)，實現(xiàn)更高的平面度和直線度；還可以配合接觸切換式多軸氣浮導軌平臺，六自由度工件臺，滿足光刻機的六自由度調整需求。附圖說明附圖作為本申請的一部分，用來提供對本專利技術的進一步的理解，本專利技術的示意性實施例及其說明用于解釋本專利技術，但不構成對本專利技術的不當限定。顯然，下面描述中的附圖僅僅是一些實施例，對于本領域普通技術人員來說，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。在附圖中：圖1是本專利技術實施例提供的一種柔性鉸鏈機構的整體結構示意圖；圖2是專利技術實施例提供的一種柔性鉸鏈機構的主視圖；圖3是專利技術實施例提供的一種柔性鉸鏈機構的俯視圖；圖4是專利技術實施例提供的另一種柔性鉸鏈機構的整體結構示意圖；圖5是專利技術實施例提供的另一種柔性鉸鏈機構的主視圖圖6是圖5中I部位的局部放大圖；圖7是圖5中沿C-C方向對應的剖視圖；圖8是圖7中II部位的局部放大圖；圖9是專利技術實施例提供的另一種柔性鉸鏈機構的俯視圖；圖10是專利技術實施例提供的超精密直線運動平臺的整體結構示意圖；圖11是專利技術實施例提供的超精密直線運動平臺的主視圖；圖12是專利技術實施例提供的超精密直線運動平臺的俯視圖；圖13是專利技術實施例提供的雙工件工作臺的整體結構示意圖；圖14是專利技術實施例提供的雙工件工作臺的主視圖；圖15是專利技術實施例提供的雙工件工作臺的俯視圖。需要說明的是，這些附圖和文字描述并不旨在以任何方式限制本專利技術的構思范圍，而是通過參考特定實施例為本領域技術人員說明本專利技術的概念。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本申請作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋相關專利技術，而非對該專利技術的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與專利技術相關的部分。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本申請。圖1至圖3示出了本申請柔性鉸鏈機構的具體結構。柔性鉸鏈機構，包括基座、工作臺、柔性鉸鏈片組和至少三個音圈電機，所述工作臺間隔設于所述工作臺上方,所述至少三個音圈電機在所述基座和所述工作臺之間排成多邊形,所述音圈電機包括音圈電機定子和音圈電機動子，所述音圈電機定子固定在所述基座上，所述音圈電機動子與所述工作臺連接；所述基座大于所述工作臺的尺寸，所述基座上所述工作臺正投影區(qū)域外具有與所述工作臺高度平齊的連接部，所述柔性鉸鏈片組的一端與所述連本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種柔性鉸鏈機構，其特征在于，包括基座、工作臺、柔性鉸鏈片組和至少三個音圈電機，所述工作臺間隔設于所述基座上方,所述至少三個音圈電機在所述基座和所述工作臺之間排成多邊形,所述音圈電機包括音圈電機定子和音圈電機動子，所述音圈電機定子固定在所述基座上，所述音圈電機動子與所述工作臺連接；所述柔性鉸鏈片組的一端與所述連接部固定，所述柔性鉸鏈片組的另一端與所述工作臺固定。/n
【技術特征摘要】
1.一種柔性鉸鏈機構，其特征在于，包括基座、工作臺、柔性鉸鏈片組和至少三個音圈電機，所述工作臺間隔設于所述基座上方,所述至少三個音圈電機在所述基座和所述工作臺之間排成多邊形,所述音圈電機包括音圈電機定子和音圈電機動子，所述音圈電機定子固定在所述基座上，所述音圈電機動子與所述工作臺連接；所述柔性鉸鏈片組的一端與所述連接部固定，所述柔性鉸鏈片組的另一端與所述工作臺固定。
2.根據(jù)權利要求1所述的柔性鉸鏈機構，其特征在于，所述基座包括矩形基座，所述工作臺為矩形工作臺，所述至少三個音圈電機包括四個音圈電機，所述四個音圈電機的音圈電機定子分別固定于所述矩形基座的四角，所述四個音圈電機的音圈電機定子分別固定于所述矩形工作臺的四角。
3.根據(jù)權利要求1所述的柔性鉸鏈機構，其特征在于，所述基座包括三角形基座，所述工作臺為三角形工作臺，所述至少三個音圈電機包括三個音圈電機，所述三個音圈電機的音圈電機定子分別固定于所述三角形基座的三個角，所述三個音圈電機的音圈電機定子分別固定于所述三角形工作臺的三個角。
4.根據(jù)權利要求1所述的柔性鉸鏈機構，其特征在于，還包括測量裝置，所述測量裝置包括讀數(shù)頭和光柵，所述光柵固定在所述音圈電機動子上，所述讀數(shù)頭固定在所述基座上。
5.根據(jù)權利要求4所述的...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：楊志軍，黃建彬，蘇麗云，黃瑞銳，
申請(專利權)人：佛山市華道超精科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東;44
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