一种六自由度主动隔振装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103438142A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103438142103438142A(43)申请公布日2013.12.11(21)申请号201310343083.X(22)申请日2013.08.07(71)申请人华中科技大学地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号(72)发明人陈学东李子龙徐振高武文山李海(74)专利代理机构华中科技大学专利中心42201代理人曹葆青(51)Int.Cl.F16F15/04(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书5页说明书5页附图2页附图2页(54)发明名称一种六自由度主动隔振装置(57)摘要本发明公开了一种六自由度主动隔振装置，具有六自由度隔振和定位功能。该装置包括下平台、上平台和六条支腿；六条支腿分别通过固定块与上平台及下平台连接，构成史都华并联机构；在下平台上的三个固定块的位置形成等边三角形，在上平台上的三个固定块的位置也形成等边三角形，六条支腿结构相同，相邻的两支腿互相垂直；各支腿均包括主动执行器和空气弹簧，主动执行器与空气弹簧形成并联结构，其中空气弹簧作为被动隔振部件。本发明采用主动和被动隔振组合方式，可实现超低频的固有频率，能对超过固有频率的振动进行有效的隔离；能够实现对六个自由度振动的良好衰减，能够实现六自由度的精确定位。CN103438142ACN103482ACN103438142A权利要求书1/1页1.一种六自由度主动隔振装置，其特征在于，该装置包括下平台(1)、上平台(4)和六条支腿(3)；六条支腿(3)分别通过固定块与上平台(1)及下平台(4)连接，构成史都华并联机构；在下平台(1)上的三个固定块的位置形成等边三角形，在上平台(4)上的三个固定块的位置也形成等边三角形，六条支腿(3)结构相同，相邻的两支腿互相垂直，各支腿(3)均包括主动执行器和空气弹簧，主动执行器与空气弹簧形成并联结构，其中空气弹簧作为被动隔振部件。2.根据权利要求(1)所述的六自由度主动隔振装置，其特征在于，所述支腿(3)包括下柔性块(3.1)、空气弹簧壳体(3.2)、进气孔(3.3)、密封膜(3.4)、活塞体(3.5)、压环(3.6)、柔性圆片(3.7)、负载连接板(3.8)、非接触式位移传感器(3.9)、主动执行器、速度传感器(3.12)和上柔性块(3.13)；下柔性块(3.1)位于支腿下部，空气弹簧壳体(3.2)底部与下柔性块(3.1)连接，空气弹簧壳体(3.2)开有进气孔(3.3)；压环(3.6)将密封膜(3.4)压紧在空气弹簧壳体(3.2)上表面上，密封膜内圈与活塞体(3.5)连接；由空气弹簧壳体(3.2)、密封膜(3.4)、活塞体(3.5)、压环(3.6)及进气孔(3.3)共同构成一个空气弹簧；柔性圆片(3.7)外圆部分与压环(3.6)连接，其中心部分与活塞体(3.5)连接，活塞体(3.5)的运动方向只能为支腿的长度方向；负载连接板(3.8)下部与活塞体(3.5)上部连接，负载连接板(3.8)的上部与上柔性块(3.13)连接；非接触式位移传感器(3.9)固定于压环(3.6)上，检测负载连接板(3.8)的位移变化；速度传感器(3.12)固定于负载连接板(3.8)上；主动执行器两端分别与负载连接板(3.8)和压环(3.6)固定连接。3.根据权利要求2所述的六自由度主动隔振装置，其特征在于，柔性圆片(3.7)的形状为轮辐形。4.根据权利要求2所述的六自由度主动隔振装置，其特征在于，主动执行器为由音圈电机定子(3.11)、音圈电机动子(3.11)组成的音圈电机；音圈电机定子(3.11)固定于压环(3.6)上，音圈电机动子(3.11)固定于负载连接板(3.8)上。5.根据权利要求2所述的六自由度主动隔振装置，其特征在于，主动执行器为由音圈电机定子(3.11)和音圈电机动子(3.11)组成的音圈电机；音圈电机动子(3.11)固定于压环(3.6)上，音圈电机定子(3.11)固定于负载连接板(3.8)上。2CN103438142A说明书1/5页一种六自由度主动隔振装置技术领域[0001]本发明属于超精密减振技术领域，具体涉及一种六自由度主动隔振装置。本发明所涉及的六自由度主动隔振装置具有隔振和定位功能，能够用于光刻机、精密机床、精密测量设备和航空航天精密仪器等高精度设备的隔振。背景技术[0002]随着科学技术的不断发展，以IC制造装备、高分辨率电子显微镜、表面粗糙度测试仪和精密光学设备等为代表的精密制造设备、精密测量设备得到了越来越广泛的应用，其对精度的要求越来越高。作为实现高精度的重要基础设备，隔振装置能隔离地基和环境振动对精密设备的影响，给振动敏感的设备提供“安静”的工作环境，保证精密设备的正常运行。