[发明专利]一种带激光干涉仪测量的粗精动叠层工作台

权利要求书

1.一种带激光干涉仪测量的粗精动叠层工作台，含有一个精动台和一个粗动台，其特征在于：所述的叠层工作台还包含一个平衡块（2）、四个隔震器（5）和测量机架（13）；所述的粗动台含有一个粗动台骨架（3）、四个动铁式电磁力驱动模块和四个气浮轴承（4）；所述的精动台设置在粗动台骨架（3）的中间位置，精动台定子骨架（10）与粗动台骨架（3）连接在一起，所述的四个气浮轴承（4）设置在粗动台骨架（3）的四角，并与平衡块（2）上表面形成气膜，支撑粗动台动子部分沿平衡块（2）上表面运动；平衡块（2）的下方四个角上布置四个隔震器（5）；其中两个动铁式电磁力驱动模块沿X轴方向布置在粗动台的中心线上，并关于Y轴对称布置，另外两个动铁式电磁力驱动模块沿Y轴方向布置在粗动台的中心线上，并关于X轴对称布置；每一个动铁式电磁力驱动模块包括永磁体组件和长线圈组件两部分，永磁体组件由主永磁体、附永磁体以及永磁体骨架组成，主永磁体与附永磁体以Halbach阵列形式粘接固定于永磁体骨架的表面上，相邻的主永磁体与附永磁体的磁场方向相互垂直，在各永磁体之间形成封闭磁路，该永磁体组件通过永磁体骨架固定在粗动台骨架（3）的底面，并沿粗动台骨架（3）的边缘方向放置；每一个长线圈组件由至少三个加长矩形线圈并排水平放置在平衡块（2）的深槽中，且长线圈组件与对应永磁体组件留有间隙；

所述的粗精动叠层工作台还含有一套激光干涉仪测量组件，该激光干涉仪测量组件含有两个激光头、三个多轴干涉仪、一个分光镜（23）和两个干涉仪安装座（24）；所述的激光干涉仪测量组件的全部零件都安装在所述的测量机架（13）上，多轴干涉仪是通过干涉仪安装座（24）安装在测量机架（13）上，其中第一多轴干涉仪（22a）和第二多轴干涉仪（22b）分别布置在精动台的上方，第一多轴干涉仪（22a）和第二多轴干涉仪（22b）的测量方向分别沿X方向和Y方向放置，使用分光镜（23）将第一激光头（21a）的激光光源平均分配给这两个多轴干涉仪，所述的第一多轴干涉仪（22a）和第二多轴干涉仪（22b）使用承片台（1）侧面的反射镜面作为干涉仪的反射镜，测量精动台动子部分（12）相对于测量机架（13）的沿X方向、Y方向的位移和绕X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的旋转角度；第三多轴干涉仪（22c）布置在平衡块（2）底部下方，由第二激光头（21b）提供激光光源，该多轴干涉仪的测量方向沿Z轴方向向上，所述的第三多轴干涉仪（22c）使用精动台动子骨架（12）底面的反射镜面作为干涉仪的反射镜，测量精动台定子部分相对于机架的沿Z方向的位移。

2.如权利要求1所述的一种带激光干涉仪测量的粗精动叠层工作台，其特征在于：所述的精动台包含一个承片台（1）、精动台动子骨架（6）、精动台定子骨架（10），以及四个第一种电磁力驱动模块（8）和四个第二种电磁力驱动模块（9）；所述的承片台（1）的四个侧面为反射镜面，反射镜面与水平面垂直，且相邻两个反射镜面互相垂直；所述的第一种电磁力驱动模块（8）的其中两个电磁力驱动模块沿X轴关于Y轴对称布置，另外两个电磁力驱动模块沿Y轴关于X轴对称布置；所述第二种电磁力驱动模块（9）分别布置在精动台定子骨架（10）的四个象限中，四个第二种电磁力驱动模块（9）与四个第一种电磁力驱动模块（8）相间布置；每个第一种电磁力驱动模块（8）和每个第二种电磁力驱动模块（9）至少包括一个电磁力驱动单元，每个电磁力驱动单元由永磁体、轭铁、永磁体骨架、通电线圈和线圈骨架构成；四个第一种电磁力驱动模块的永磁体和轭铁、四个第二种电磁力驱动模块的永磁体和轭铁和精动台动子骨架（6）共同组成精动台的动子部分；四个第一种电磁力驱动模块机、四个第二种电磁力驱动模块的通电线圈和线圈骨架和精动台定子骨架（10）共同组成精动台的定子部分；所述的精动台的动子部分和定子部分布置在承片台（1）下方，承片台（1）与精动台的动子部分固定在一起。

3.如权利要求1所述的一种带激光干涉仪测量的粗精动叠层工作台，其特征在于：所述的粗动台骨架（3）和动铁式电磁力驱动模块的永磁体骨架（11）采用碳纤维加铝蜂窝材料加工而成。

4.按照权利要求2所述的一种带激光干涉仪测量的粗精动叠层工作台，其特征在于：精动台第一种电磁力驱动模块的永磁体包括上下两部分永磁体组，通电线圈位于上下两部分永磁体组之间，并留有间隙；每部分永磁体组由主永磁体和附永磁体组成，主永磁体与附永磁体以Halbach阵列形式粘接固定于轭铁的表面上，相邻的主永磁体与附永磁体的磁场方向相互垂直，在各永磁体之间形成封闭磁路；精动台第二种电磁力驱动模块的永磁体包括外磁环和内磁环，外磁环与内磁环的轴线沿Z轴方向同轴布置，外磁环与内磁环充磁方向相同，沿径向方向且由圆环外表面指向圆心；通电线圈为圆柱形线圈，位于内磁环与外磁环之间，并与内外磁环同轴布置；在第二种电磁力驱动单元的中心轴线上还布置有一个重力平衡磁柱，该重力平衡磁柱的轴线沿Z轴方向与内外磁环同轴，并固定在精动台定子骨架（10）上，其充磁方向沿Z轴方向。