[发明专利]用于浸没单元调节的3-PSR-V并联机构

说明书

技术领域

本发明是涉及一种三自由度并联机构，尤其是涉及一种用于浸没单元调节的3-PSR-V并联机构。 

背景技术

在浸没式光刻设备进行曝光时，浸没单元将安装于硅片上方，并在承片台带动硅片进行扫描的过程中维持浸没流场。为了保证曝光质量，必须要保证浸没流场的均一稳定。浸没单元正常工作时需要控制浸没单元下表面与硅片上表面的距离，并保持平行或在一定角度范围内，因此需要有一个机构可以对浸没单元的空间姿态和位置进行自动调节。 

现有的三自由度并联机构也可以完成这个功能，但存在以下缺点： 

（1）已有的3-PRS，3-RPS等三自由度并联机构运动学逆解相对较复杂。

（2）已有的3-PRS，3-RPS等三自由度并联机构，当存在一定的运动范围要求时，在不增加机构复杂性的前提下，轴向安装尺寸过大。 

（3）已有的3-PSP三自由度并联机构，当存在一定的运动范围要求时，在不增加机构复杂性的前提下，径向安装尺寸过大。 

对于浸没式光刻机来说应将浸没单元的安装对整体光刻机的影响减小到最低。在满足调节范围需求的前提下，浸没单元的调节装置应该具有较小的安装尺寸。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于浸没单元调节的3-PSR-V并联机构，可以对安装在运动平台上的浸没单元进行位姿调整，运动学逆解简单的，安装空间小的三自由度并联机构。本发明也适用于一般三自由度并联机构应用的场合。 

本发明采用的技术方案是： 

本发明包括固定平台、运动平台和支链阵列；支链阵列包括第一支链，第二支链和第三支链；其中：

1）第一支链：包括第一滑轨，第一移动副，第一球面副，第一连杆和第一转动副；第一滑轨垂直安装在固定平台上，第一移动副安装在第一滑轨，第一移动副内侧面安装第一球面副，第一连杆的一端与第一球面副连接，第一连杆的另一端与第一转动副连接，第一转动副的轴线与运动平台垂直，第一转动副安装在运动平台侧面的圆弧环形槽中；

2）第二支链：包括第二滑轨，第二移动副，第二球面副，第二连杆和第二转动副；第二滑轨垂直安装在固定平台上，第二移动副安装在第二滑轨，第二移动副内侧面安装第二球面副，第二连杆的一端与第二球面副连接，第二连杆的另一端与第二转动副连接，第二转动副的轴线与运动平台垂直，第二转动副安装在运动平台侧面的圆弧环形槽中；

2）第三支链：包括第三滑轨，第三移动副，第三球面副，第三连杆和第三转动副；第三滑轨垂直安装在固定平台上，第三移动副安装在第三滑轨，第三移动副内侧面安装第三球面副，第三连杆的一端与第三球面副连接，第三连杆的另一端与第三转动副连接，第三转动副的轴线与运动平台垂直，第三转动副安装在运动平台侧面的圆弧环形槽中；

所述的三个滑轨在固定平台上沿着以固定平台中心为圆心的圆周上均布；所述的三个转动副的轴线在运动平台上沿着以运动平台中心为圆心的圆弧环形槽中均布。

所述的三根连杆在同一平面内，该平面与运动平台平面平行或重合。 

当运动平台与固定平台平行时，所述的三根连杆的轴线均不通过运动平台的中心线；而当运动平台倾斜至极限位置，即运动平台与固定平台间的夹角达到最大值时，所述的三根连杆中将有一根连杆的轴线与运动平台的中心线相交。 

运动平台在空间内的最大运动范围由以下三个几部分共同决定，即所述三个移动副的轴线相对于固定平台的中心线之间的距离、所述三个连杆的长度以及所述三个转动副的轴线相对于运动平台的中心线之间的距离。 

三个连杆设计成相同长度，或设计成长度能够根据运动范围需求进行相应调节。本发明具有的有益的效果是： 

1、本发明结构简单，机构关节少，可靠性好；

2、本发明对于运动学逆解的求解相对简单；

3、本发明可通过调节球面副与转动副之间的连杆长度获得不同的调节范围；

4、本发明在一定的运动范围内，在不增加机构复杂性的前提下，同时在轴向和径向安装尺寸都相对现有的三自由度并联机构小。

附图说明

图1是本发明的等轴测视图。 

图2是本发明的机构简图。 

图3是本发明初始位置时的俯视图。 

图4是本发明最大运动极限位置时运动平台的俯视图。