[发明专利]一种双自由度大型精密仪器防微振平台

说明书

本发明提供一种双自由度大型精密仪器防微振平台，包括顶板、竖向驱动装置、水平向驱动装置和支撑腿，其特征在于，所述顶板底部四个角分别连接竖向驱动装置，所述竖向驱动装置底部安装在支撑腿顶部，所述顶板底部中间垂直安装有立柱，所述立柱左、右、前、后、侧分别安装有水平向驱动装置，所述支撑腿之间安装有横梁，所述水平向驱动装置底部与横梁垂直连接，所述顶板底部还安装有位置传感器和速度传感器，所述横梁上安装有控制器。本发明竖向和水平向均采用主被动并联的形式扩大了隔振带宽，可以实现更低频0.2Hz~250 Hz的振动控制，降低了主动隔振器的负荷，提高了定位精度，延长了系统寿命。

技术领域

本发明涉及隔振装置技术领域，具体是一种双自由度大型精密仪器防微振平台。

背景技术

目前半导体行业飞速发展，半导体生产设备的精度要求越来越高，设备对微振动等环境的要求也越来越敏感，少许的微振动就会降低设备的产出良率，甚至使设备不能正常工作，因此对微振动的隔离变得越来越重要。

由外部环境振动及设备内部反作用力引起的微振动是制约超精密仪器测量精度与超精密加工装备制造精度的关键因素之一，高性能精密隔微振技术成为精密工程、超精密制造等领域的一项核心关键技术，对该技术的研究具有重要的实际意义与应用价值。超精密测量仪器和超精密加工制造装备产生干扰的振动频率主要在0. 8～100Hz内的低频振动。被动隔振器从原理上依靠降低其固有频率，滤掉来自外界的振动，隔振效果取决于其固有频率的大小。但是固有频率与隔振器刚度算术平方根成正比，即固有频率越小刚度越小。对于负载带来的扰动振源被动隔振器是无法抑制的。主动控制的隔振系统对于解决超低频微幅隔振非常有效，同时选择合适的结构和控制策略可实现对负载带来的扰动进行抑制。

但是精密仪器所处的环境是复杂的，不仅仅是单一的低频振动或高频振动，往往是低频振动和高频振动同时存在，而传统的隔振装置很难满足这种复杂环境振动的隔振要求。往往存在占地空间大，隔振带窄，对于复杂振动环境的隔振能力较弱，尤其很难满足大型精密仪器的载重要求，系统定位精度不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双自由度大型精密仪器防微振平台，以解决上述背景技术中存在的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种双自由度大型精密仪器防微振平台，包括顶板、竖向驱动装置、水平向驱动装置和支撑腿，所述顶板底部四个角分别连接竖向驱动装置，所述竖向驱动装置底部安装在支撑腿顶部，所述顶板底部中间垂直安装有立柱，所述立柱左、右、前、后、侧分别安装有水平向驱动装置，所述支撑腿之间安装有横梁，所述水平向驱动装置底部与横梁垂直连接，所述竖向驱动装置包括支撑板、支撑柱、磁浮装置和底座，所述支撑板底部中间垂直连接有球形铰链，所述球形铰链底部与支撑柱顶部连接，所述支撑柱下部前、后、左、右侧呈十字型垂直连接有连杆，所述支撑柱底部连接橡胶垫块，所述连杆顶端分别与磁浮装置连接，所述磁浮装置包括外壳，所述外壳内部中间垂直安装有竖杆，所述竖杆上端、下端分别套装有上线圈和下线圈，所述竖杆中间滑动连接有磁环，所述外壳靠近连杆一侧竖向开设有开孔，所述连杆顶端穿过开孔与磁环连接，所述磁浮装置分别安装在弹性体上，所述磁浮装置与弹性体之间还连接有垫板，所述垫板之间连接有呈十字型的支撑杆，所述橡胶垫板安装在支撑杆中间顶部，所述弹性体底部安装在底座上，所述水平向驱动装置包括筒体，所述筒体顶部滑动连接有导杆，所述筒体内侧上部垂直安装有横板，所述导杆垂直穿过筒体顶部插入筒体穿过横板，所述筒体顶部内侧与横板之间、导杆外侧套装有金属弹簧，所述导杆底部垂直连接有永磁体所述筒体底部内侧与永磁体同一垂线上安装有电磁铁，所述顶板底部还安装有位置传感器和速度传感器，所述横梁上安装有控制器。

进一步地，所述弹性体抗压强度为60~70MP，所述弹性体为聚氨酯弹性体，所述聚氨酯弹性体由以下质量分数的原料制成：多异氰酸酯8~10%、聚酯多元醇8~10%、陶粒40~45%、水泥8~10%、聚氨酯纤维2~4%、聚氨酯颗粒25~30%，所述聚氨酯弹性体有以下步骤制备而成：