[发明专利]双层气浮正交解耦与柔性膜角度解耦的电磁阻尼隔振器

摘要

双层气浮正交解耦与柔性膜角度解耦的电磁阻尼隔振器属于精密隔振技术领域，隔振器主体的套筒与气浮板之间通过气浮面润滑与支撑、通过电磁阻尼器衰减振动能量，气浮板与下安装板之间通过气浮面进行润滑与支撑，上、下安装板之间的水平直线运动自由度通过双层正交气浮导轨进行解耦，二者之间的角运动自由度通过柔性膜进行解耦，音圈电机、位移传感器、限位开关和控制器、驱动器构成位置闭环反馈控制系统，对上、下安装板的相对位置进行精确控制；本发明具有三维零刚度、高定位精度、直线运动与角运动自由度充分解耦的特性，可有效解决超精密测量仪器与加工装备、尤其是步进扫描光刻机中的高性能隔振问题。

主权项

一种双层气浮正交解耦与柔性膜角度解耦的电磁阻尼隔振器，由上安装板(1)、下安装板(2)、洁净压缩气源(3)、气管(26)和隔振器主体(4)组成，隔振器主体(4)安装在上安装板(1)与下安装板(2)之间，洁净压缩气源(3)通过气管(26)与隔振器主体(4)连接，其特征在于：所述隔振器主体(4)的结构中，套筒(6)的下表面与气浮板(34)通过轴向承载平面气浮面(21)润滑与支撑，柔性膜(5)安装在套筒(6)的上端，并通过压圈(22)压紧与密封，压板装配体(7)的上压板(7a)与下压板(7b)相对配装在柔性膜(5)的上、下表面，并夹紧柔性膜(5)，上压板(7a)的上表面与上安装板(1)刚性连接，X向气浮导轨(29)的下表面与气浮板(34)刚性连接，套筒(6)与X向气浮导轨(29)通过X向导轨气浮面(31)润滑与导向，Y向气浮导轨(30)的下表面与下安装板(2)刚性连接，气浮板(34)与下安装板(2)通过Z向承载气浮面(33)润滑与支撑，气浮板(34)与Y向气浮导轨(30)通过Y向导轨气浮面(32)润滑与导向；Z向音圈电机(10)、Z向位移传感器(13)与Z向限位开关(16)安装在压板装配体(7)与套筒(6)之间，X向音圈电机(8)、X向位移传感器(11)、X向限位开关(14)安装在套筒(6)与气浮板(34)之间，Y向音圈电机(9)、Y向位移传感器(12)、Y向限位开关(15)安装在气浮板(34)与下安装板(2)之间；Z向音圈电机(10)的驱动力方向为竖直方向，X向音圈电机(8)与Y向音圈电机(9)的驱动力方向在水平面内且相互垂直，X、Y、Z向位移传感器(11、12、13)和X、Y、Z向限位开关(14、15、16)的作用线方向与X、Y、Z向音圈电机(8、9、10)的驱动力方向一致；X、Y、Z向位移传感器(11、12、13)和X、Y、Z向限位开关(14、15、16)分别与控制器(19)的信号输入端连接，控制器(19)的信号输出端与驱动器(20)的信号输入端连接，驱动器(20)的信号输出端分别与X、Y、Z向音圈电机(8、9、10)连接；在气浮板(34)上表面侧壁沿X向音圈电机(8)驱动力方向安装X向永磁体(40A)构成X向电磁阻尼器(40)，在气浮板(34)上表面侧壁沿Y向音圈电机(9)驱动力方向安装Y向永磁体(41A)构成Y向电磁阻尼器(41)，X、Y向永磁体(40A、41A)的磁极方向垂直于气浮板(34)的上表面，且N、S极交替布置，气浮板(34)采用铁磁材料，套筒(6)采用不导磁的良导体材料。