[发明专利]精密气浮位移平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种气浮台结构，尤其涉及一种能同时提供X向及Y向高精度运动定位的气浮台结构，属于精密机械加工及微纳检测领域。本装置主要用于为光刻掩模版及MEMS/NEMS检测领域同时提供X向及Y向稳定且高精确的运动。

背景技术

精密机械加工及检测领域经常需要能够同时提供X向和Y向运动功能的二维运动平台；传统二维运动平台一般多设置在直线导轨上，直线导轨既负责精确导向又负责承载平台及平台上工作件的重量，当平台在高承载下，存在运动导向精度不能满足的问题。

现有平台多采用T形高精度导轨，横向导轨固定于基座上，T形横向移动台架顶端横梁固定设置在横向导轨活动滑块上，在T形横向移动台架的纵梁底端固定设置有支撑行走轮，T 形横向移动台架上分别设置有纵向导轨和纵向驱动装置，平台一侧固定在纵向导轨滑块上，平台底面一般采用支撑行走轮或气浮垫。此类平台虽然解决了平台承载力和精度之间的矛盾，但T形导轨平台由于纵向导轨的驱动只来源于一端且移动架纵梁底端设置的是支撑行走轮，造成纵向导轨运动不稳定，容易产生偏摆，引入误差，从而降低了平台的精度。

发明内容

针对传统二维运动平台设计中导轨既导向又负责承载而造成的平台在高承载下运动导向精度不能满足，以及现有T形导轨二维运动平台中纵向导轨运动的不稳定性的问题，本发明提出了一种精密气浮位移平台。

本发明的技术方案是：一种精密气浮位移平台，其特征在于，包括底板、横向导轨、纵向导轨、横向气浮滑套、纵向气浮滑套、矩形移动框架、摩擦轮横向驱动装置和摩擦轮纵向驱动装置，在底板上固定有相互平行的两根纵向导轨，两横向导轨两端各通过一个纵向气浮滑套滑动连接在纵向导轨上，矩形移动框架的相对边的两端各通过一横向气浮滑套滑动连接在横向导轨上；安装在同一根所述的纵向导轨上的两个纵向气浮滑套的外侧通过封板相互连接，在一个该封板的外侧装有摩擦轮横向驱动装置，该摩擦轮横向驱动装置通过横向推杆与该矩形移动框架对应的边连接；在该底板的上面装有摩擦轮纵向驱动装置，该摩擦轮纵向驱动装置通过纵向推杆与一根该横向导轨的外侧中部连接；在所述的横向气浮滑套的下面与底板之间设有卸载气浮装置；在所述的横向气浮滑套和纵向气浮滑套的内侧四面均设有气浮结构，在工作时与压缩空气气源连接形成气浮垫。

所述的横向推杆与矩形框架之间，以及纵向推杆与横向导轨之间分别通过磁环座柔性连接，该磁环座由底部的连接座和顶部组成，在顶部的顶端设有球面凹槽；在横向推杆和纵向推杆的顶端设有与该球面凹槽吻合的球面顶。

所述的摩擦轮横向驱动装置和摩擦轮纵向驱动装置结构相同，包括直流力矩电机、减速器、摩擦轮、导向轴承、横向驱动杆和支座，在支座 的上部设有凹槽，在该凹槽内滑动安装横向驱动杆，直流力矩电机与横向推杆的方向垂直，安装在凹槽的上部的外侧，直流力矩电机的输出端安装减速器，减速器的输出轴安装摩擦轮，摩擦轮与横向驱动杆的上面摩擦传动连接，输出稳定的力矩；在支座的凹槽两侧和下面装有多对导向轴承，为横向驱动杆导向。

所述的横向气浮导轨和纵向气浮导轨由大理石加工而成，加工平面度000+级。

所述的底板采用大理石制成，保证平面度000+级。

本发明的优点是：运动机构采用井字形高精度气浮导轨实现XY轴精密导向，在平台负载主体与大理石之间设置卸载气浮，减小导轨负载，增大平台的承载能力；同时加入摩擦轮驱动机构，提高驱动平稳性，最终实现了高承载、高精度、高稳定性，解决定位平台精度不足的问题。结构简单，容易实施。

附图说明

图1是本发明总体的立体结构示意图。

图2是本发明中卸载气浮装置结构示意图。

图3是本发明中四面气浮支撑结构示意图。

图4是本发明中磁环座结构示意图；

图5是本发明中摩擦轮横向驱动装置和摩擦轮纵向驱动装置结构示意图。

具体实施方式