CN106020246A - 一种运动平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种运动平台，包括底座、承载平台及至少两个第一直线电机，其中，承载平台可往复直线运动地设置于底座上；至少两个第一直线电机用于共同驱动承载平台运动，其中至少有一个位于承载平台的运动轨迹的一端，其余的位于承载平台的运动轨迹的另一端；上述运动平台在承载平台运动轨迹的两端分别设置有至少一个第一直线电机，从两端同时驱动承载平台运动，与现有技术相比，在输入同等电流的前提下，能够使承载平台获得更大的加速度，更快的达到所需速度，增加其运动速度的同时，避免直线电机过热；承载平台两端均有受力点，其上的负载及负载位置的变化能够被分配至至少两个第一直线电机上，有助于改善其动态性能，提高可靠性及稳定性。

Description

一种运动平台

技术领域

本发明涉及运动平台技术领域，特别涉及一种运动平台。

背景技术

随着在科学技术的不断进步，需要运动平台更快更准，这对运动平台的驱动结构提出了更高的要求，而现有的运动平台主要有两种驱动方式，一种是采用传统的旋转电机驱动的方式，这种驱动方式受加工精度、惯量、刚度、磨损等因素的限制，无法满足所需的高速度及高精度的要求；另一种是通过一直线电机驱动运动平台运动，相对于上述的旋转电机驱动方式，省去了用于将旋转运动转化为直线运动的一系列传动机构，响应速度、运行速度以及精度均有了较大的提升，在上述结构下提高运动平台的速度，就需要增大电流，这会导致直线电机发热量上升，但是受直线电机本身散热及结构设计等问题的制约，在运动平台的速度到达一定程度后，继续提升，将会导致直线电机过热，容易导致直线电机损坏，甚至引发安全事故，且在负载时，由于机械结构不对称，受力点位于运动平台的一侧，导致运动平台动态性能、可靠性及稳定性较差，限制了高速运动平台的发展。

因此，如何提供一种运动平台，提高其运行速度，改善其动态性能，提高可靠性及稳定性，成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种运动平台，以达到提高其运行速度，改善其动态性能，提高可靠性及稳定性的目的。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案：

一种运动平台，包括：

底座；

可往复直线运动地设置于所述底座上的承载平台；

用于共同驱动所述承载平台运动的至少两个第一直线电机，至少两个所述第一直线电机中至少有一个位于所述承载平台的运动轨迹的一端，其余的位于所述承载平台的运动轨迹的另一端。

优选地，所述承载平台的运动轨迹两端的所述第一直线电机的数量相同且对称布置。

优选地，所述承载平台的运动轨迹两端的所述第一直线电机均为卧式直线电机。

优选地，所述第一直线电机的初级设置于所述底座以及所述承载平台中的一个上，次级设置于所述底座以及所述承载平台中的另一个上。

优选地，还包括可往复直线运动地设置于所述承载平台上的工作台以及用于驱动所述工作台运动的第二直线电机。

优选地，所述第二直线电机的初级设置于所述底座及所述承载平台中的一个上，次级设置于所述工作台上，或者，所述第二直线电机的次级设置于所述底座及所述承载平台中的一个上，初级设置于所述工作台上。

优选地，所述第一直线电机的初级外以及所述第二直线电机的初级外均罩设有磁屏蔽箱体。

优选地，所述磁屏蔽箱体上设置有散热孔

优选地，还包括用于检测所述承载平台位移的第一位移检测装置以及用于检测所述工作台位移的第二位移检测装置。

优选地，所述第一位移检测装置包括第一标尺光栅以及第一光栅读数头，所述第一标尺光栅设置于所述底座以及所述承载平台中的一个上，所述第一光栅读数头设置于所述底座以及所述承载平台中的另一个上。

优选地，所述第二位移检测装置包括第二标尺光栅以及第二光栅读数头，所述第二标尺光栅设置于所述承载平台以及所述工作台中的一个上，所述第二光栅读数头设置于所述承载平台以及所述工作台中的另一个上。

从上述技术方案可以看出，本发明提供的运动平台，包括底座、承载平台以及至少两个第一直线电机，其中，底座主要起支撑及承载其上部件的作用；承载平台可往复直线运动地设置于底座上；至少两个第一直线电机用于共同驱动承载平台运动，且至少两个第一直线电机中至少有一个位于承载平台的运动轨迹的一端，其余的位于承载平台的运动轨迹的另一端；

由此可见，本发明提供的运动平台，在承载平台运动轨迹的两端分别设置有至少一个第一直线电机，从两端同时驱动承载平台运动，与现有技术中单个直线电机驱动的结构相比，在输入同等电流的前提下，能够使承载平台获得更大的加速度，更快的达到所需速度，增加其运动速度的同时，避免直线电机过热；承载平台两端均有受力点，其上的负载及负载位置的变化能够被分配至至少两个第一直线电机上，有助于改善其动态性能，提高可靠性及稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的运动平台在一种视角下的结构示意图；

图2为图1的局部结构示意图；

图3为本发明实施例提供的运动平台在另一种视角下的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种运动平台，以达到提高其运行速度，改善其动态性能，提高可靠性及稳定性的目的。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图3，图1为本发明实施例提供的运动平台在一种视角下的结构示意图，图2为图1的局部结构示意图，图3为本发明实施例提供的运动平台在另一种视角下的结构示意图。

本发明实施例提供的一种运动平台，包括底座1、承载平台3以及至少两个第一直线电机2。

其中，底座1主要起支撑及承载其上部件的作用；承载平台3可往复直线运动地设置于底座1上；至少两个第一直线电机2中至少有一个位于承载平台3的运动轨迹的一端，其余的位于承载平台3的运动轨迹的另一端。

与现有技术相比，本发明实施例提供的运动平台，在承载平台3运动轨迹的两端分别设置有至少一个第一直线电机2，从两端同时驱动承载平台3运动，在输入同等电流的前提下，能够使承载平台3获得更大的加速度，更快的达到所需速度，增加其运动速度的同时，避免直线电机过热；承载平台3两端均有受力点，其上的负载及负载位置的变化能够被分配至至少两个第一直线电机2上，有助于改善其动态性能，提高可靠性及稳定性。

为了使运动平台的机械结构对称，并且使承载平台3的均匀受力，从而进一步改善运动平台的动态性能，在本发明实施例中，承载平台3的运动轨迹两端的第一直线电机2的数量相同且对称布置。

分别位于承载平台3运动轨迹两端的第一直线电机2可以为卧式直线电机，或者为立式直线电机，上述的卧式直线电机为初级和次级均与底座1平行的直线电机，而立式直线电机为初级和次级均与底座1垂直的直线电机，在本发明实施例中，承载平台3的运动轨迹两端的第一直线电机2均为卧式直线电机。

现有技术中，由于承载平台3一般由一侧的一个直线电机驱动，由于机械结构的不对称以及受力点位于承载平台3一侧，导致承载平台3在负载状态下容易发生倾覆，为了解决这一问题，需要在直线电机的初级和次级之间设置导轨结构，即在初级和次级中的一个上设置滑槽，另一个上设置与之配合的滑块，这样虽然能够解决上述问题，但是不可避免的会导致初级与次级之间摩擦力上升，与初级和次级中的一个连接的承载平台3的重量也会相应增加，影响同等功率下，承载平台3所能获得的加速度、最大速度以及运动的精准度。

而通过将承载平台3运动轨迹两端的第一直线电机2均设置为卧式直线电机，使运动平台的机械结构对称，承载平台3两侧同时受力，不仅能够避免倾覆，而且由于不会发生倾覆，卧式直线电机的初级和次级之间也无需设置导轨结构，从而能够降低初级与次级间的摩擦，同时降低承载平台3的重量，使之能够获得更大的加速度，更快的达到所需速度，提高精准度。

直线电机的初级也可以称之为定子，次级也可以称之为动子，在本发明实施例中，第一直线电机2的初级21设置于底座1以及承载平台3中的一个上，次级22设置于底座1以及承载平台3中的另一个上。在图1所示的实施例中，第一直线电机2的初级21设置于底座1上，次级22与承载平台3固连。

运动平台只支持一个方向上的运动无法满足需要，因此，在本发明实施例中，运动平台还包括可往复直线运动地设置于承载平台3上的工作台5以及用于驱动工作台5运动的第二直线电机6。这样，能够使工作台5实现在平面内的二维运动，满足更多的要求。

第二直线电机6可以为一个，也可以设置多个，既可以全部位于工作台5的一端，也可以分别位于工作台5的两端，在本发明实施例中，第二直线电机6设置有一个。

进一步优化上述技术方案，第二直线电机6的初级61设置于底座1及承载平台3中的一个上，次级62设置于工作台5上，或者，第二直线电机6的次级62设置于底座1及承载平台3中的一个上，初级61设置于工作台5上。

如果将第二直线电机6的初级61或次级62设置于承载平台3上，会导致承载平台3重量增加，从而影响承载平台3获得的加速度及精准度，因此，在图1所示的实施例中，第二直线电机6的初级61设置于底座1上，次级62设置于工作台5上，进一步地，由于承载平台3运动时，工作台5也会随之在承载平台3两端的第一直线电机2间往复运动，为了避免第二直线电机6的初级61及次级62在上述运动中发生干涉，在本发明实施例中，第二直线电机6的初级61的宽度大于次级62的宽度。

在使用过程中，直线电机的初级周围会存在磁场，当运动平台用于晶圆等精密的半导体器件加工时，该磁场会对加工工件的性能产生影响，为了避免电机磁场对加工工件的影响，在本发明实施例中，第一直线电机2的初级21外以及第二直线电机6的初级61外均罩设有磁屏蔽箱体7，通过在直线电机的初级外罩设磁屏蔽箱体7，能够有效屏蔽直线电机初级的磁场，避免直线电机漏磁对加工工件产生不良影响。进一步地，为了避免第一直线电机及第二直线电机由于过热而无法正常工作，磁屏蔽箱体上开设有散热孔。

为了能够对运动平台进行准确控制，提高其精准度，在本发明实施例中，运动平台还包括用于检测承载平台3位移的第一位移检测装置4以及用于检测工作台5位移的第二位移检测装置8。

进一步优化上述技术方案，第一位移检测装置4包括第一标尺光栅42以及第一光栅读数头41，第一标尺光栅42设置于底座1以及承载平台3中的一个上，第一光栅读数头41设置于底座1以及承载平台3中的另一个上。第二位移检测装置8包括第二标尺光栅81以及第二光栅读数头82，第二标尺光栅81设置于承载平台3以及工作台5中的一个上，第二光栅读数头82设置于承载平台3以及工作台5中的另一个上。

当然，光栅尺位移检测装置仅仅是本发明提供的一种优选实施方式，并不仅仅限于此，位移检测装置还可以采用其他结构，比如电感式位移传感器、电涡流式位移传感器等等，只要能够检测位移即可。

在实际应用过程中，上述的第一位移检测装置4以及第二位移检测装置8可以与控制器的输入端相连，而控制器的输出端与第一直线电机2以及第二直线电机6相连，第一位移检测装置4以及第二位移检测装置8将检测到的位移信息发送到控制器，控制器根据上述位移信息按照预定指令控制第一直线电机2和/或第二直线电机6运动，使工作台5到达预定位置。

控制器可根据负载及负载的位置变化情况分配各直线电机的承载，从而减小由于结构配置或负载变化引起的动态误差，进一步改善运动平台的动态性能。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种运动平台，其特征在于，包括：

底座(1)；

可往复直线运动地设置于所述底座(1)上的承载平台(3)；

用于共同驱动所述承载平台(3)运动的至少两个第一直线电机(2)，至少两个所述第一直线电机(2)中至少有一个位于所述承载平台(3)的运动轨迹的一端，其余的位于所述承载平台(3)的运动轨迹的另一端。

2.根据权利要求1所述的运动平台，其特征在于，所述承载平台(3)的运动轨迹两端的所述第一直线电机(2)的数量相同且对称布置。

3.根据权利要求2所述的运动平台，其特征在于，所述承载平台(3)的运动轨迹两端的所述第一直线电机(2)均为卧式直线电机。

4.根据权利要求1-3任一项所述的运动平台，其特征在于，所述第一直线电机(2)的初级(21)设置于所述底座(1)以及所述承载平台(3)中的一个上，次级(22)设置于所述底座(1)以及所述承载平台(3)中的另一个上。

5.根据权利要求1-3任一项所述的运动平台，其特征在于，还包括可往复直线运动地设置于所述承载平台(3)上的工作台(5)以及用于驱动所述工作台(5)运动的第二直线电机(6)。

6.根据权利要求5所述的运动平台，其特征在于，所述第二直线电机(6)的初级(61)设置于所述底座(1)及所述承载平台(3)中的一个上，次级(62)设置于所述工作台(5)上，或者，所述第二直线电机(6)的次级设置于所述底座(1)及所述承载平台(3)中的一个上，初级设置于所述工作台(5)上。

7.根据权利要求6所述的运动平台，其特征在于，所述第一直线电机(2)的初级(21)外以及所述第二直线电机(6)的初级(61)外均罩设有磁屏蔽箱体(7)。

8.根据权利要求7所述的运动平台，其特征在于，所述磁屏蔽箱体(7)上设置有散热孔。

9.根据权利要求5所述的运动平台，其特征在于，还包括用于检测所述承载平台(3)位移的第一位移检测装置(4)以及用于检测所述工作台(5)位移的第二位移检测装置(8)。

10.根据权利要求9所述的运动平台，其特征在于，所述第一位移检测装置(4)包括第一标尺光栅(42)以及第一光栅读数头(41)，所述第一标尺光栅(42)设置于所述底座(1)以及所述承载平台(3)中的一个上，所述第一光栅读数头(41)设置于所述底座(1)以及所述承载平台(3)中的另一个上；所述第二位移检测装置(8)包括第二标尺光栅(81)以及第二光栅读数头(82)，所述第二标尺光栅(81)设置于所述承载平台(3)以及所述工作台(5)中的一个上，所述第二光栅读数头(82)设置于所述承载平台(3)以及所述工作台(5)中的另一个上。