CN109634060A - 线缆支撑机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种线缆支撑机构，所述线缆支撑机构包括固定模块、随动模块及支撑转接模块；所述固定模块固定在底部框架上；所述随动模块固定在线缆的可活动部分上；所述支撑转接模块分别连接所述固定模块和所述随动模块以支撑所述随动模块及所述线缆。实现了在工作台运动时，多层线缆垂向全程无摩擦跟随支撑，不占用垂向空间，为线缆本身预留出更多的空间；同时去掉了原始设计中不必要的机构，精简结构，提升了线缆支撑机构的可维护性以及可靠性。

Description

线缆支撑机构

技术领域

本发明涉及光刻装置领域，尤其是涉及一种线缆支撑机构。

背景技术

在光刻机装置中，随着对光刻机的特征线宽的要求的不断提升，则需要工件台实现高速，高精度的运动。

在光刻机工作台中有大量电气线缆以及水，气路管线用以支持工作台中的大量电机，传感器，冷却板和气动等元件功能的实现。因而，需要在有限空间内对特定运动轨迹的大量线缆提供稳定的支撑，使之在高速，高频的运动过程中，始终稳定快速的跟工作台运动。在工作台运动的过程中，这些电缆、管路会跟随工件台作同步往复运动，这个过程中会出现U型线缆极限位置大面积悬空的状态，因而需要相应的支撑结构，提供支撑，使线缆不会与底部框架干涉摩擦，而现有的线缆支架结构为支架布置在线缆两侧，中间是断开的，无直接连接，且转轴结构过细过小，整个线缆支架结构刚性不够，导致安装后线缆依然会与底部摩擦的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种线缆支撑机构，以解决现有技术中线缆支架结构过软，刚性不够，导致安装后线缆依然会与底部摩擦的问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种线缆支撑机构，所述线缆支撑机构包括固定模块、随动模块及支撑转接模块；所述固定模块固定在所述底部框架上；所述随动模块固定在所述线缆的可活动部分上；所述支撑转接模块分别连接所述固定模块和所述随动模块以支撑所述随动模块及所述线缆。

可选的，所述固定模块为固定线夹，所述随动模块为随动线夹，所述支撑转接模块包括第一连杆、第二连杆及连杆连接件；所述第一连杆的两端分别连接所述固定线夹和所述第二连杆的一端，所述连杆连接件连接所述随动线夹和所述第二连杆的另一端。

可选的，所述随动线夹固定在整个线缆重心处，在线缆的整个运动过程中，所述随动线夹首先处于静止不动状态，然后做圆周和垂向合成运动，最后再沿水平方向做直线运动。

可选的，所述随动线夹带有调节螺孔，所述调节螺孔用于放置调节螺栓，所述调节螺栓用于调节随动线夹在垂直方向的位置。

可选的，所述连杆连接件带有凸台，所述凸台用来配合所述调节螺栓调节所述随动线夹的高度。

可选的，所述连杆连接件带有腰型沉孔，所述腰型沉孔用来放置固定螺栓，所述固定螺栓在所述调节螺栓调节好随动线夹高度时，将所述连杆连接件固定在所述随动线夹上。

可选的，所述连杆连接件为所述线缆支撑机构整体结构的调节环，可以通过调节所述调节环的尺寸实现对整体结构的调整。

可选的，所述固定线夹包括第一固定架和第二固定架；所述第一固定架连接所述第一连杆和所述第二固定架，所述第二固定架固定在底部框架上。

可选的，所述第一固定架带有矩形凸台，所述第一固定架和所述第一连杆通过固定端转接块连接，所述固定端转接块设置有矩形凹槽接口，所述矩形凹槽接口与所述第一固定架矩形凸台形成配合，保证了所述线缆支撑机构的垂向精度。

可选的，所述第二固定架上设置有第一固定架连接接口以及第二固定架接地连接接口，所述第二固定架通过第一固定架连接接口连接所述第一固定架，同时通过第二固定架接地接口将自身固定在所述底部框架上，所述第一固定架连接接口的尺寸和形状与所述第一固定架的尺寸和形状相匹配。

本发明还提供了一种工作台，包括如权利要求1～10中任一权利要求所述的线缆支撑机构。

在本发明提供的线缆支撑机构及工作台中，所述线缆支撑机构包括固定模块、随动模块及支撑转接模块；所述固定模块固定在所述底部框架上；所述随动模块固定在线缆的可活动部分上；所述支撑转接模块分别连接所述固定模块和所述随动模块以支撑所述随动模块及所述线缆。所述随动模块固定在整个悬空线缆的重心处，在线缆的整个运动过程中，所述随动模块首先处于静止不动状态，然后做圆周和垂向合成运动，最后再沿水平方向做直线运动。原线缆支撑机构中支架布置在线缆两侧，中间是断开的，无直接连接，且转轴结构过细过小，而本发明中支架两端的轴承直接连接在一根较粗的转轴上，因而显著提升了结构垂向刚度，实现支撑线缆，并使线缆不与底部框架摩擦。实现了多层线缆垂向全程无摩擦跟随支撑，不占用垂向空间，为线缆本身预留出更多的空间。同时去掉了原始设计中不必要的机构，精简结构，提升了线缆支撑机构的可维护性以及可靠性。

附图说明

图1为运动工作台及U型线缆示意图；

图2为运动工作台及U型线缆运动参数方程示意图；

图3为随动线夹运动轨迹仿真示意图；

图4为本发明实施例1线缆支撑机构结构示意图；

图5为本发明实施例1随动线夹端结构示意图；

图6为本发明实施例1连杆连接件结构示意图；

图7为本发明实施例1固定线夹结构示意图；

图8为本发明实施例2的线缆支撑机构结构示意图；

图9为本发明实施例2线缆支撑机构俯视图；

图10为本发明实施例2中固定线夹与第一连杆的连接结构示意图；

图11为本发明实施例3中随动线夹处截断线缆的侧视图。

其中，11-底部框架，12-工作台，13-U型线缆，14-移动线夹，15-线缆支撑机构，16-固定线夹，31-固定线夹，32-第一连杆，33-第二连杆，34-随动线夹运动路线，35-U型线缆，36-随动线夹，37-连杆连接件，41-随动线夹，42-U型线缆，43-第二连杆，44-第一连杆，45-固定端转接块，46-第一固定架，461-螺栓， 47-第二固定架，471-第一固定架连接接口，472-第二固定架接地连接接口，51- 支撑高度调节螺栓，52-连杆连接件，521-调整环第一尺寸，522-调整环第二尺寸，53-连杆件固定螺栓，61-第一连杆，62-第二连杆，63-三角位置，64-固定线夹，71-随动线夹，72-U型线缆，73-滚球，74-凹槽，75-底部框架。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例1

如图1所示，本发明提供了一种线缆支撑机构15，在线缆随工作台12运动的过程中，用以支撑U型线缆13的重力，使线缆不会与底部框架干涉摩擦。所述U型线缆13包括多层排线和排管，所述U型线缆13一端通过固定线夹16 固定在底部框架11上，另一端通过移动线夹14与工作台12连接，工作台12 在运动装置磁钢矩阵上面做高速，高精度运动，所述U型线缆13跟随工作台 12一起运动。

参照图1至图3，所述线缆支撑机构包括固定模块、随动模块及支撑转接模块；所述固定模块固定在所述底部框架11上；所述随动模块固定在U型线缆 35的可活动部分上；所述支撑传接模块分别连接所述固定模块和所述随动模块以支撑所述随动模块及所述U型线缆35。

所述固定模块为固定线夹31，所述随动模块为随动线夹36，所述随动线夹 36夹紧所述U形线缆35最内一侧排线或排管，并且固定在整个悬空U形线缆 35重心处，，在U型线缆35的整个运动过程中，所述随动线夹36首先处于静止不动状态，然后做圆周和垂向合成运动，最后再沿水平方向做直线运动。所述支撑转接模块包括第一连杆32、第二连杆33及连杆连接件37；所述第一连杆的两端分别连接所述固定线夹31和所述第二连杆33的一端，所述连杆连接件37连接所述随动线夹36和所述第二连杆33的另一端。

如图2所示，Y为水平运动方向，X为垂直运动方向，对于随动线夹的固定位置，可以根据建立如下参数方程来确定：

R*θ+(y-Rsin(θ))＝L/2 (1)

Rcos(θ)+X＝R (2)

其中：R为U型线缆回转半径，参数θ为∠ABC的角度；A点可视为U型线缆运动端中心位置，(y,x)为A点座标，L为线缆悬空段总长度，D点为第一连杆和第二连杆的连接点，E点为线夹固定点，A,D,E为铰连接，调整E点位置可选择线夹固定于线缆内侧或外侧或线缆上，B为U型线缆回转半圆的圆心，O为U型线缆固定端位置。

式(1)表示弧AC和CO长度之和为L的一半，确保A点位于线缆重心上，进而建立y和θ的关系；式(2)表示直线AB在直线BC上的投影加上A点垂向座标的长度为回转半径，建立X和θ的关系；可根据实际工况随时调整R，L等参数。

参照图3，随着参数θ由0到π的连续变化，可以准确仿真出A点处于圆周和直线混合运动情况下的轨迹。本实施例中的随动线夹运动轨迹仿真，可以结合Solidworks草图绘制中根据参数方程绘制轨迹功能得到。

如图3所示，所述第一连杆32的长度可调，所述第一连杆32长度加上所述固定线夹高度31以及U型线缆35宽度的一半之和应该小于所述U型线缆35 的回转直径；所述第二连杆34的长度可调，长度满足支撑机构在极限位置时的工况。进一步的，可以的增加所述第一连杆32和所述第二连杆34的横截面以增加所述线缆支撑机构的整体刚度。

参照图4，为本发明的具体结构示意图，所述U型线缆42穿过所述随动线夹41，此处随动线夹41的位置根据实际线路情况进行布置，优选的固定在线缆悬空段的重心上。所述第二连杆43与所述随动线夹41通过连杆连杆连接件连接，所述第一连杆44一端与所述第二连杆43连接，另一端与所述固定线夹48 通过固定端转接块45连接。

进一步的，参照图5，为所述线缆支撑机构运动端随动线夹的详细示意图，所述随动线夹41带有螺孔，用来放置支撑高度调节螺栓51，所述支撑高度调节螺栓51用于调节随动线夹41在垂直方向的位置。此设计简单有效的保证了整个结构主要功能的可靠性，即保证U型线缆不与底面发生摩擦，即使支架结构发生一定的垂向位移，依然可以靠调节机构来提升随动线夹高度，保证主要功能的实现。

更进一步的，所述连杆连接件52带有凸台，用来配合支撑高度调节螺栓51 调节随动线夹的高度；同时也带有腰型沉孔，用来放置连杆连接件固定螺栓53，当支撑高度调节螺栓51调节好随动线夹高度时，连杆连接件52通过所述连杆连接件固定螺栓53固定在随动线夹41上。

更进一步的，如图6所示，为所述连杆连接件52的详细示意图，所述连杆连接件52为所述线缆支撑机构整体结构调节环，所述调节环具有两个可调尺寸，分别为调节环第一尺寸521和调节环第二尺寸522，可以通过调节调节环第一尺寸521和调节环第二尺寸522来实现对整体结构的调整，调节环第一尺寸521 和调节环第二尺寸522的大小可以根据实际情况进行调整，以满足工况。

参照图7，为所述固定线夹的详细示意图，所述固定线夹包括第一固定架 46和第二固定架47，所述第一固定架46用来连接第一连杆44和所述第二固定架47，所述第一固定架46带有矩形凸台，第一固定架与46矩形凸台通过螺栓连接，所述第一固定架46和所述第一连杆44通过固定端转接块45连接，优选的，所述第一固定架46和所述固定端转接块45可以通过螺栓461连接，所述固定端转接块45设置有矩形凹槽接口，与所述第一固定架46矩形凸台形成配合，保证了所述线缆支撑机构的垂向精度。所述固定端连接块45为线夹转抽，是连接连杆和深沟球轴承等转动模块的重要部件，由于此种设计不占用垂向空间，此版设计中可以采用壁厚更厚尺寸更大的，同时负载能力也更强的轴承，从而增加转动连接强度和稳定性；所述第二固定架47上设置有第一固定架连接接口471以及第二固定架接地连接接口472，所述第二固定架47通过第一固定架连接接口471连接所述第一固定架46同时通过第二固定架接地接口472将自身固定在底部框架11上，更进一步的，所述第一固定架连接接口471的尺寸和形状优选的应该与所述第一固定架46的尺寸和形状相匹配，优选的，所述第一固定架连接接口471内壁尺寸应大于所述第一固定架46外壁尺寸；优选的所述第二固定架接地连接接口472可以是螺孔，通过螺栓将所述第二固定架47固定在底部框架11上。

实施例2

参照图8，对实施例1中线缆支撑机构的一些细节进行了优化和修改，图9 为细化后线缆支撑机构的俯视图，本实施例中对所述第一连杆61的形状进行了调整，由于在极限位置时，所述第一连杆61可能会与固定线夹64发生干涉，因而在保持美观和结构强度的前提下将第一连杆61调成图示形状。为了减轻支撑结构远离支撑点位置的重量，在保证强度的前提下将所述第二连杆62的水平向宽度减少，同时也提升了整体结构的美观性。实际工作中，在随动线夹运动到圆周处时，图示三角位置63可能与线缆干涉，且此处结构对机构整体强度影响不大，因而可以适当削掉，减轻负重的同时避免干涉。

如图10所示，提供了另外一种所述第一连杆61和所述固定线夹64的连接方式，极限位置时，所述固定线夹64可能会与第一连杆61发生干涉，此种连接方式可最大限度地避免干涉发生。

实施例3

如果整个运动模块对空间需求较大，希望尽量减少线缆支承结构所占用空间，如图11所示，可以根据实施例1中A点的参数仿真曲线轨迹在底部框架 75设置凹槽74，在U型线缆72中间位置随动线夹71的下部设置合适的水平向的滚轮73，使U型线缆72上的随动线夹71在整个运动过程中，由下部在凹槽 74中滑动的滚球73提供垂向支撑，这时便就不需要固定模块和支撑转接模块了。

本发明实施例还进一步提供一种工作台，包括上述实施例所述的线缆支撑机构，关于线缆支撑机构的具体说明详见上述实施例，此处不再赘述。

综上所述，在发明提供的线缆支撑机构中，所述线缆支撑机构包括固定模块、随动模块及支撑转接模块；所述固定模块固定在所述底部框架上；所述随动模块固定在所述线缆的可活动部分上；所述支撑转接模块分别连接所述固定模块和所述随动模块以支撑所述随动模块及所述线缆。所述随动模块固定在整个悬空线缆的重心处，在线缆的整个运动过程中，所述随动模块首先处于静止不动状态，然后做圆周和垂向合成运动，最后再沿水平方向做直线运动。原线缆支撑机构中支架布置在线缆两侧，中间是断开的，无法直接连接，且转轴结构过细过小，而本发明中支架两端的轴承直接连接在一根较粗的转轴上，因而显著提升了结构垂向刚度，实现支撑线缆，并使线缆不与基架摩擦。实现了多层线缆垂向全程无摩擦跟随支撑，不占用垂向空间，为线缆本身预留出更多的空间。同时去掉了原始设计中不必要的机构，精简结构，提升线缆支撑机构的可维护性以及可靠性。同时可保证被支架支撑的线缆在工作台高速运动的过程中对整体的不利影响降到最低，直接消除了部分工作台运动控制过程的干扰信号源，使运动台运动控制变得更加简单可靠。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种线缆支撑机构，所述线缆的一端固定在一底部框架上，其特征在于，所述线缆支撑机构包括固定模块、随动模块及支撑转接模块；所述固定模块固定在所述底部框架上；所述随动模块固定在所述线缆的可活动部分上；所述支撑转接模块分别连接所述固定模块和所述随动模块以支撑所述随动模块及所述线缆。

2.如权利要求1所述的线缆支撑机构，其特征在于，所述固定模块为固定线夹，所述随动模块为随动线夹，所述支撑转接模块包括第一连杆、第二连杆及连杆连接件；所述第一连杆的两端分别连接所述固定线夹和所述第二连杆的一端，所述连杆连接件连接所述随动线夹和所述第二连杆的另一端。

3.如权利要求2所述的线缆支撑机构，其特征在于，所述随动线夹固定在线缆重心处，在线缆的运动过程中，所述随动线夹首先处于静止不动状态，然后做圆周和垂向合成运动，最后再沿水平方向做直线运动。

4.如权利要求2所述的线缆支撑机构，其特征在于，所述随动线夹带有调节螺孔，所述调节螺孔用于放置调节螺栓，所述调节螺栓用于调节随动线夹在垂直方向的位置。

5.如权利要求4所述的线缆支撑机构，其特征在于，所述连杆连接件带有凸台，所述凸台用来配合所述调节螺栓调节所述随动线夹的高度。

6.如权利要求5所述的线缆支撑机构，其特征在于，所述连杆连接件带有腰型沉孔，所述腰型沉孔用来放置固定螺栓，所述固定螺栓在所述调节螺栓调节好随动线夹高度时，将所述连杆连接件固定在所述随动线夹上。

7.如权利要求6所述的线缆支撑机构，其特征在于，所述连杆连接件为所述线缆支撑机构整体结构的调节环，通过调节所述调节环的尺寸实现对整体结构的调整。

8.如权利要求1所述的线缆支撑机构，其特征在于，所述固定线夹包括第一固定架和第二固定架；所述第一固定架连接所述第一连杆和所述第二固定架，所述第二固定架固定在底部框架上。

9.如权利要求8所述的线缆支撑机构，其特征在于，所述第一固定架带有矩形凸台，所述第一固定架和所述第一连杆通过固定端转接块连接，所述固定端转接块设置有矩形凹槽接口，所述矩形凹槽接口与所述第一固定架矩形凸台形成配合，保证了所述线缆支撑机构的垂向精度。

10.如权利要求8所述的线缆支撑机构，其特征在于，所述第二固定架上设置有第一固定架连接接口以及第二固定架接地连接接口，所述第二固定架通过第一固定架连接接口连接所述第一固定架，同时通过第二固定架接地接口将自身固定在所述底部框架上，所述第一固定架连接接口的尺寸和形状与所述第一固定架的尺寸和形状相匹配。

11.一种工作台，其特征在于，包括如权利要求1～10中任一权利要求所述的线缆支撑机构。