[发明专利]一种基于双柔性副的三自由度精密调节并联机构

摘要

本发明涉及一种基于双柔性副的三自由度精密调节并联机构。本发明包括三组以并联方式连接结构相同的运动支链，三组运动支链以浸没单元中心孔为中心圆周不均匀分布在浸没单元三个伸出端。所述的每组运动支链均包括直线运动组件、双柔性副连杆组件、机械防撞组件、Z向位移测量组件、重力补偿组件。本发明用以实现浸没式光刻机浸没单元的安装固定和空间位姿调节，实现浸没单元亚微米级定位；采用双柔性副，结构简单紧凑，具有无摩擦、不需润滑的优点；整体采用并联机构，刚度高、响应快、调节范围大，采用模块化设计装配，能用于浸没式光刻机以外其它场合下的三自由度精密调节。

主权项

一种基于双柔性副的三自由度精密调节并联机构，安装在浸没式光刻机主框架与浸没单元之间，包括三组以并联方式连接结构相同的运动支链，三组运动支链以浸没单元中心孔为中心圆周不均匀分布在浸没单元三个伸出端；其特征在于：所述的每组运动支链均包括直线运动组件、双柔性副连杆组件、机械防撞组件、Z向位移测量组件、重力补偿组件；所述的直线运动组件包括直线运动块安装板、驱动机构、双导轨组件；直线运动组件、机械防撞组件、Z向位移测量组件、重力补偿组件均安装在的直线运动块安装板的一侧，直线运动块安装板的另一侧与浸没式光刻机主框架的下端面通过螺纹贴合安装；双导轨组件包括滑轨、滑轨安装平台、滑轨安装紧固件、滑块、U形滑块安装板、驱动块连接板、滚针安装槽、第一双柔性副连杆安装螺纹孔；滑轨、滑轨安装平台滑轨安装紧固件垂直固定在直线运动块安装板上；两个平行设置的滑轨分别固定在滑轨安装平台左右两边的阶梯台上，在两个滑轨两侧均安装有滑轨安装紧固件，通过侧向的紧定螺钉保证滑轨水平向安装可靠无缝隙；滑轨安装紧固件上开有安装槽；滑块与滑轨滑动连接，U形滑块安装板通过螺钉安装在滑块上；U形滑块安装板内壁两个侧面刚好分别卡住两个滑块的左侧面和右侧面；驱动块连接板下表面一边通过螺钉与U形滑块安装板的上端面贴合，U形滑块安装板与驱动块连接板连接后连接侧上下边的两端设置在滑轨安装紧固件上开有的安装槽内；驱动块连接板设置在驱动机构上方与直线运动块安装板平行设置，驱动块连接板与驱动机构连接；驱动块连接板远离U形滑块安装板侧上表面开有第一双柔性副连杆安装螺纹孔；驱动块连接板垂直U形滑块安装板安装侧两边均开有滚针安装槽；所述的双柔性副连杆组件包括双柔性副连杆、双柔性副连杆连接螺钉、双柔性副连杆连接板、双柔性副连杆连接板安装螺钉；双柔性副连杆为含有柔性R副5R和柔性S副的双柔性副机构；与直线运动组件通过柔性S副侧的第二双柔性副连杆安装螺纹孔与驱动块连接板上的第一双柔性副连杆安装螺纹孔通过螺钉连接，柔性R副侧的双柔性副连杆连接螺钉将双柔性副连杆安装到双柔性副连杆连接板上，然后双柔性副连杆连接板通过双柔性副连杆连接板安装螺钉与浸没单元的伸出端相连接；所述的机械防撞组件包括中空方形垫安装块、方形垫、撞击块、圆柱形防撞垫、防撞垫安装槽，中空方形垫安装块设置在滑轨安装平台安装滑轨侧两个滑轨之间的顶端，方形垫安装块上端面与滑轨安装平台相平，方形垫安装块下底面装有方形垫，撞击块安装在U形滑块安装板的内侧，圆柱形防撞垫安装在直线运动块安装板上加工出的防撞垫安装槽内；所述的Z向位移测量组件包括编码器、L形编码器安装板、光栅尺；编码器通过水平固定螺钉安装在L形编码器安装板的竖直侧面上，L形编码器安装板通过螺钉安装在直线运动块安装板上，光栅尺安装在U形滑块安装板的侧面；所述的重力补偿组件包括活节螺栓、弹簧、滚针；安装在驱动块连接板和直线运动块安装板之间、驱动机构两侧，活节螺栓通过螺纹安装于直线运动块安装板上，滚针从驱动块连接板的上面嵌于驱动块连接板上加工出的滚针安装槽中，弹簧的下钩环与活节螺栓的螺栓头相连，下钩环套于滚针上，实现对驱动块连接板的拉紧作用，并在机构处于正置状态下时，用于平衡浸没单元的重力作用。