[发明专利]一种三自由度定位装置

摘要

一种三自由度定位装置，涉及一种超精密三自由度运动定位设备。该定位装置包括一个或两个沿X方向微动的音圈电机、两个沿Y方向移动的直线电机和一个受Z方向气浮支撑的定位单元。每个音圈电机的动子与相邻侧直线电机的动子或直接与定位单元固接，直线电机的动子与定位单元固接。本发明增加了音圈电机动子沿Y轴方向移动自由度，不仅满足定位单元在音圈电机驱动下沿X方向微动的运动要求，同时定位单元与音圈电机动子在直线电机驱动下能够沿Y轴方向移动及绕Z轴的转动，实现了一个定位元件的三自由度一体化运动，解决了现有音圈电机中动子沿Y轴方向运动受限的问题，同时解决了现有三自由度运动定位装置中叠层结构引起的质量大、响应慢的问题。

主权项

一种三自由度定位装置，其特征在于：所述定位装置包括一个或两个沿X轴方向微动的音圈电机、两个沿Y轴方向运动的直线电机和受Z轴方向气浮支撑的一个定位单元；所述音圈电机包括上下两个永磁体组件和设置在上下两个永磁体组件之间的一个或两个线圈组件，上下两个永磁体组件为音圈电机的动子，该音圈电机的线圈组件中与Y轴平行部分的线圈沿Y轴方向的长度，大于等于永磁体组件沿Y轴方向长度与永磁体组件沿Y轴方向移动距离之和；音圈电机中各永磁体组件以常规阵列或Halbach阵列形式布置，各永磁体组件之间形成封闭磁场；所述的两个沿Y轴方向运动的直线电机结构相同，且沿X轴方向对称布置在定位单元的两侧，各直线电机的动子沿Y轴方向运动并处于同一平面；每个音圈电机的动子与相邻侧直线电机的动子通过连接元件固接，或通过连接元件与定位单元固接，直线电机的动子与定位单元通过连接元件固接，或与定位单元的气浮块固接。