CN112104182A

CN112104182A - 运动装置

Info

Publication number: CN112104182A
Application number: CN202011258941.7A
Authority: CN
Inventors: 胡兵; 吴聪懿; 江旭初
Original assignee: Shanghai Yinguan Semiconductor Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Yinguan Semiconductor Technology Co Ltd
Priority date: 2020-11-12
Filing date: 2020-11-12
Publication date: 2020-12-18
Anticipated expiration: 2040-11-12
Also published as: CN112104182B

Abstract

本发明公开了一种运动装置，包括至少一个基座台和至少一个承载台，每个基座台包括多个线圈阵列，各线圈阵列分别配置在基座台的多个平面上，各线圈阵列包括多个线圈，多个线圈沿第一方向两两相邻配置，每个基座台还包括多个金属板，多个金属板分别配置在各线圈阵列的表面上，沿第一方向线性延伸，与基座台上的平面封闭各线圈形成密闭空间；每个承载台包括多个磁体阵列，多个磁体阵列配置在承载台的多个平面上，各线圈阵列包括多个磁体，其中至少两个磁体具有相互不同的磁化方向，且沿第一方向交替排列，本发明通过将线圈阵列封闭在密闭空间内，使其免于外界环境干扰，实现了运动装置在真空环境下的应用。

Description

运动装置

技术领域

本发明涉及自动化装备领域，具体涉及一种运动装置。

背景技术

微电子技术是随着集成电路，尤其是超大规模集成电路而发展起来的一门新的技术。微电子技术是高科技和信息产业的核心技术，已经渗入到现代技术和社会生活的各个领域。微电子技术的迅速发展，对自动化装备的需求越来越大，对自动化装备的性能和产能也提出了更高的要求。

在自动化装备制造领域，运动装置尤其是大行程运动装置技术是自动化装备制造系统的核心技术，一直受到行业内的高度重视。自动化装备的性能和产能，也对运动装置的速度加速度和定位精度等性能提出了更高的要求。传统的大行程运动装置，通常采用直线电机结合机械导轨的技术方式，或者采用直线电机结合气浮导轨的技术方式。直线电机结合机械导轨的技术方式，引入了机械摩擦，限制了性能的提高。直线电机结合气浮导轨的技术方式，虽然降低了机械摩擦的影响，但大尺寸的气浮支撑面对平整度要求非常高，增加了加工制造难度，提高了生产成本；而且气浮需要通正压气体，限制了在真空工况下的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种运动装置，该运动装置通过将线圈阵列封闭在密闭空间内，使其免于外界环境干扰，实现了运动装置在真空环境下的应用。

为实现上述目的，本发明提供了一种运动装置，包括至少一个基座台和至少一个承载台，每个承载台与对应的基座台可以产生相对运动，其特征在于，

每个基座台包括多个线圈阵列，所述多个线圈阵列包括：

第一线圈阵列，配置在与第一方向平行的所述基座台的第一平面上，所述第一线圈阵列包括多个第一线圈，所述多个第一线圈沿所述第一方向两两相邻配置；

第二线圈阵列，配置在与所述第一方向平行的所述基座台的第二平面上，所述第二线圈阵列包括多个第二线圈，所述多个第二线圈沿所述第一方向两两相邻配置；

其中，所述第一平面和所述第二平面相互不平行；

所述基座台还包括多个金属板，所述多个金属板包括：

第一金属板，配置在所述第一线圈阵列的表面上，所述第一金属板沿所述第一方向线性延伸，与所述第一平面封闭所述第一线圈阵列形成第一空间；

第二金属板，配置在所述第二线圈阵列的表面上，所述第二金属板沿所述第一方向线性延伸，与所述第二平面封闭所述第二线圈阵列形成第二空间；

每个承载台包括多个磁体阵列，所述多个磁体阵列包括：

第一磁体阵列，配置在与所述第一平面平行且相对的第三平面上，所述第一磁体阵列与所述第一线圈阵列分别在所述第一平面上的投影有交集；所述第一磁体阵列包括多个第一N磁体和多个第一S磁体，且所述第一N磁体与所述第一S磁体沿所述第一方向交替排列，所述第一N磁体与所述第一S磁体的磁化方向相互不同；

第二磁体阵列，配置在与所述第二平面平行且相对的第四平面上，所述第二磁体阵列与所述第二线圈阵列分别在所述第二平面上的投影有交集；所述第二磁体阵列包括多个第二N磁体和多个第二S磁体，且所述第二N磁体与所述第二S磁体沿所述第一方向交替排列，所述第二N磁体与所述第二S磁体的磁化方向相互不同。

本发明相对于现有技术而言，本发明通过用金属板将线圈阵列封闭在基座台上的密闭空间内，将线圈与外界环境隔离，使其免于外界环境干扰，实现了运动装置在真空环境下的应用。

在一个实施例中，所述基座台包括第一凹槽和第二凹槽；

所述第一平面位于所述第一凹槽的底面，所述第一金属板封闭所述第一凹槽的口部形成所述第一空间；

所述第二平面位于所述第二凹槽的底面，所述第二金属板封闭所述第二凹槽的口部形成所述第二空间。

在一个实施例中，所述第一金属板和/或所述第二金属板通过螺钉固定在所述基座台上。

在一个实施例中，所述第一金属板与所述第一凹槽的口部之间还配置有密封圈，和/或所述第二金属板与所述第二凹槽的口部之间还配置有密封圈。

在一个实施例中，所述多个线圈阵列还包括：

第三线圈阵列，配置在与所述第一方向平行的所述基座台的第五平面上，所述第三线圈阵列包括多个第三线圈，所述多个第三线圈沿所述第一方向两两相邻配置；

第四线圈阵列，配置在与所述第一方向平行的所述基座台的第六平面上，所述第二线圈阵列包括多个第四线圈，所述多个第四线圈沿所述第一方向两两相邻配置；

其中，所述第五平面和所述第六平面相互不平行；

所述多个磁体阵列还包括：

第三磁体阵列，配置在与所述第五平面平行且相对的第七平面上，所述第三磁体阵列与所述第三线圈阵列分别在所述第五平面上的投影有交集；所述第三磁体阵列包括多个第三N磁体和多个第三S磁体，且所述第三N磁体与所述第三S磁体沿所述第一方向交替排列，所述第三N磁体与所述第三S磁体的磁化方向相互不同；

第四磁体阵列，配置在与所述第六平面平行且相对的第八平面上，所述第四磁体阵列与所述第四线圈阵列分别在所述第六平面上的投影有交集；所述第四磁体阵列包括多个第四N磁体和多个第四S磁体，且所述第四N磁体与所述第四S磁体沿所述第一方向交替排列，所述第四N磁体与所述第四S磁体的磁化方向相互不同；

所述多个金属板还包括：

第三金属板，配置在所述第三线圈阵列的表面上，所述第三金属板沿所述第一方向线性延伸，与所述第五平面封闭所述第三线圈阵列形成第三空间；

第四金属板，配置在所述第四线圈阵列的表面上，所述第四金属板沿所述第一方向线性延伸，与所述第六平面封闭所述第四线圈阵列形成第四空间。

在一个实施例中，所述基座台还包括第三凹槽和第四凹槽；

所述第五平面位于所述第三凹槽的底面，所述第三金属板封闭所述第三凹槽的口部形成所述第三空间；

所述第六平面位于所述第四凹槽的底面，所述第四金属板封闭所述第四凹槽的口部形成所述第四空间。

在一个实施例中，所述第一平面与所述第五平面处于同一平面，所述第一平面正交于所述第二平面，所述第五平面正交于所述第六平面。

在一个实施例中，所述第一金属板、所述第二金属板、所述第三金属板和所述第四金属板中的至少一个包括散热结构。

在一个实施例中，所述运动装置还包括第一位置传感器；

所述第一磁体阵列和所述第一线圈阵列沿第二方向的尺寸中的一个具有少于另一个的尺寸差别部分，所述尺寸差别部分形成第一差别空间，所述第一位置传感器位于所述第一差别空间内，用以测量沿所述第一方向上产生的运动位移；

和/或

所述运动装置还包括第二位置传感器；

所述第二磁体阵列和所述第二线圈阵列沿第三方向的尺寸中的一个具有少于另一个的尺寸差别部分，所述尺寸差别部分形成第二差别空间，所述第二位置传感器位于所述第二差别空间内，用以测量沿所述第一方向上产生的运动位移。

在一个实施例中，所述运动装置还包括第三位置传感器；

所述第三磁体阵列和所述第三线圈阵列沿第二方向的尺寸中的一个具有少于另一个的尺寸差别部分，所述尺寸差别部分形成第三差别空间，所述第三位置传感器位于所述第三差别空间内，用以测量沿所述第一方向上产生的运动位移；

和/或

所述运动装置还包括第四位置传感器；

所述第四磁体阵列和所述第四线圈阵列沿第三方向的尺寸中的一个具有少于另一个的尺寸差别部分，所述尺寸差别部分形成第四差别空间，所述第四位置传感器位于所述第四差别空间内，用以测量沿所述第一方向上产生的运动位移。

在一个实施例中，所述运动装置还包括功率放大器，用来驱动所述多个线圈阵列产生第一磁场，分别和所述多个磁体阵列的第二磁场作用，产生沿所述第一方向上的相对运动。

在一个实施例中，所述运动装置包括至少两个基座台；

所述至少两个基座台沿所述第一方向通过机械拼接实现线性延伸。

在一个实施例中，所述运动装置包括至少两个承载台；

所述至少两个承载台分别通过独立驱动控制。

附图说明

图1是本发明实施例的运动装置的立体图；

图2是对应图1的运动装置的Y-Z视图；

图3是对应图1的运动装置的线圈阵列和磁体阵列的X-Z视图；

图4是对应图1的运动装置的洛伦兹力和转矩的示意图；

图5是对应图1的位置传感器配置的简化示意图；

图6是本发明部分实施例的多工作台的运动装置的立体图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的各实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况来实践实施例。在其它情形下，与本申请相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。

除非语境有其它需要，在整个说明书和权利要求中，词语“包括”和其变型，诸如“包含”和“具有”应被理解为开放的、包含的含义，即应解释为“包括，但不限于”。

在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。

如该说明书和所附权利要求中所用的单数形式“一”和“所述”包括复数指代物，除非文中清楚地另外规定。应当指出的是术语“或”通常以其包括“和/或”的含义使用，除非文中清楚地另外规定。

在以下描述中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。

下文参照附图描述本发明的实施例。如图1中所示的运动装置10，包括基座台11和位于基座台上方的承载台12，基座台11可以相对于承载台12产生位移运动。基座台11包括四组线圈阵列，即第一线圈阵列111、第二线圈阵列112、第三线圈阵列113和第四线圈阵列114，分别配置在基座台11的四个平面上，即第一平面21、第二平面22、第五平面25和第六平面26。其中，四个平面都与第一方向（X方向）平行，即四个平面都沿第一方向（X方向）轴向延伸，且第一平面21与第二平面22相互不平行，第五平面25和第六平面26互相不平行。优选地，第一平面21和第二平面22正交，第五平面25和第六平面26正交，第一平面21和第五平面25共面，第二平面22与第六平面26平行且相向。当然，可以理解的是，第一平面21和第二平面22也可以不正交，两个平面可以成一定角度，同样第五平面25与第六平面26也可以不正交，两个平面可以成一定角度，而第一平面21和第五平面25也可不共面，这里不做具体限制，另外，本发明实施例中以X方向为第一方向，Y方向为第二方向，Z方向为第三方向为例进行描述，然而，本领域技术人员可以理解，本发明并不局限于此，而是可以以三维直角坐标系中的任意方向作为第一方向，另外两个方向分别作为第二方向和第三方向来实现本发明的各个实施例，下文中不再重复。

如图1所示，第一线圈阵列111包括多个第一线圈115，第二线圈阵列112包括多个第二线圈116，第三线圈阵列113包括多个第三线圈117，第四线圈阵列114包括多个第四线圈118，其中，第一线圈115、第二线圈116、第三线圈117和第四线圈118均沿X方向两两相邻配置。基座台11还包括多个金属板，即第一金属板31、第二金属板32、第三金属板33和第四金属板34，分别配置在第一线圈阵列111、第二线圈阵列112、第三线圈阵列113和第四线圈阵列114的表面上。

具体地说，图2为图1的运动装置的Y-Z视图，第一金属板31与基座台11的第一平面21将第一线圈阵列111封闭形成第一空间41。在一些实施例中，第一空间41为基座台11的一个凹槽空间，记为第一凹槽，第一平面21为第一凹槽的底面，第一金属板31封闭第一凹槽的口部形成第一空间41；当然，可以理解的是，第一金属板31与第一平面21也可以其他形式封闭第一线圈阵列111形成第一空间41，例如在另一些实施例中，基座台11不具有凹槽空间，第一线圈111平铺于第一平面21表面，第一金属板31再安装于第一线圈111表面，第一平面21与第一金属板之间安装有支撑板（即配置其他金属条块）在第一线圈111的周围形成第一空间41。需要说明的是，图2中的第一空间41不仅包括指示的部分，也包括第一线圈阵列111占据的密闭空间，即第一金属板31与第一平面21之间将第一线圈阵列111封闭形成的密闭空间。

第一金属板31与基座台11的第一平面21封闭第一线圈阵列111形成第一空间41，并将第一线圈阵列111与外部的第五空间45隔离。当第五空间45为真空时，若没有第一金属板31进行密封，线圈直接暴露在真空尤其是高真空环境中容易膨胀变形导致不能正常使用，而第一金属板31阻隔线圈与真空的直接接触，保护第一线圈阵列111免于暴露在真空环境下，从而不影响线圈的正常使用，同时第一金属板31也可以起到固定线圈的作用，避免线圈在第一空间41内因振动等而产生晃动。在一些实施例中，还可以对第一金属板31增加防锈层，通过金属板的密封防腐蚀功能，在户外环境下也可以使用该运动装置，增加运动装置在户外环境的使用寿命。

在一些实施例中，第一金属板31通过螺钉的形式固定到基座台11上，为了不影响金属板表面的平整度，螺钉的最高面不高于第一金属板31、第二金属板32、第三金属板33和第四金属板34的上表面。另外，螺钉的数量不做具体限制，以达到密封效果为准。

进一步的，在一些实施例中，为了达到更好的密封效果，第一金属板31与第一凹槽的口部之间还配置有密封圈，密封圈材质优选为耐高温的氟橡胶，氟橡胶可在-30℃-+250℃环境中使用，耐强氧化剂、耐油、耐酸碱。通常用于高温，高真空及高压环境中，适宜于油类环境。

如图2所示，第二金属板32与第二平面22封闭第二线圈阵列112形成第二空间42，第三金属板33与第五平面25封闭第三线圈阵列113形成第三空间43，第四金属板34与第六平面26封闭第四线圈阵列114形成第四空间44。其中，第二空间42、第三空间43和第四空间44类似于于第一空间41，这里不再赘述。在一些实施例中，第二空间42、第三空间43和第四空间44为基座台11的凹槽空间，分别记为第二凹槽、第三凹槽和第四凹槽，第二凹槽、第三凹槽和第四凹槽类似于第一凹槽，这里不再赘述。

如图1和图2中所示，承载台12包括四个磁体阵列，即第一磁体阵列121、第二磁体阵列122、第三磁体阵列123和第四磁体阵列124，分别配置在承载台12的四个平面上，即第三平面23、第四平面24、第七平面27和第八平面28。其中，第三平面23平行于第一平面21且相对设置，第四平面24平行于第二平面22且相对设置，第七平面27平行于第五平面25且相对设置，第八平面28平行于第六平面26且相对设置。优选地，第三平面23和第四平面24正交，第七平面27和第八平面28正交，且第三平面23和第七平面27共面，第四平面24与第八平面28平行且相向。

但应理解，第三平面23和第四平面24也可以不正交，两个平面也可成一定角度，同样第七平面27与第八平面28也可以不正交，两个平面也可成一定角度，而第三平面23和第七平面27也可以不共面，具体不做限制。

图3为本实施例运动装置的线圈阵列和磁体阵列的X-Z视图，第一磁体阵列121包括多个第一磁体125，第一磁体125包括至少两种具有不同磁化方向的磁体，即第一N磁体125A和第一S磁体125B, 第一N磁体125A与第一S磁体125B沿X方向交替排列，且第一N磁体125A与第一S磁体125B的磁化方向正交于第三平面23，且两者的磁化方向相互不同，优选地，两者的磁化方向相反，进一步地，第一N磁体125A磁化方向指向第一线圈115，第一S磁体125B的磁化方向背离第一线圈115。但可理解，第一N磁体125A与第一S磁体125B的磁化方向也可不正交于第三平面23。另外，上文中提到的N磁体和S磁体根据所使用的功能面来命名，具体地说，通常磁体包括N极面和S极面，当需要使用N极面的磁场时，该磁体称为N磁体，当需要使用S极面的磁场时,该磁体称为S磁体，下文中所提到的N磁体和S磁体的命名与此相同，为了表达简洁不再重复。

第二磁体阵列122包括多个第二磁体126，第三磁体阵列123包括多个第三磁体127，第四磁体阵列124包括多个第四磁体128，第二磁体126、第三磁体127和第四磁体128的具体实施方式同第一磁体125类似，这里不再赘述。

第一磁体阵列121与第一线圈阵列111在第一平面21上的垂直投影有交集。具体地说，第一磁体阵列121与第一线圈阵列111在第一平面21上的投影有交集时，对应的第一磁体阵列121与第一线圈阵列111产生的磁场会产生相互作用力。优选地，第一磁体阵列121与第一线圈阵列111在第一平面21上的投影具有较多的交集（例如重合），或者优选地，第一线圈阵列111的第一线圈115拥有相等的长度，且第一线圈115的质心点在第二方向（Y方向）上具有相同的位置，或者优选地，第一磁体阵列121的第一磁体125的质心点在第二方向（Y方向）上具有相同的位置，或者优选地，第一线圈阵列111的第一线圈115的质心点与第一磁体阵列121的第一磁体125的质心点在第二方向（Y方向）上具有相同或基本相同的位置。第二磁体阵列122、第三磁体阵列123和第四磁体阵列124类似于第一磁体阵列121，这里不再赘述。

在一些实施例中，第一线圈阵列111为二维阵列，通过将第一线圈阵列111设置为二维阵列，使得第一线圈阵列111通入电流后，第一线圈阵列111与第一磁体阵列121产生的相互作用，新增一个沿第一方向（X方向）的转矩力，能够引起基座台11相对承载台12沿第一方向（X方向）做移动,采用此种阵列的配置实施方式，提高了第一线圈阵列111自身的调节能力和稳定能力。当然，可以理解的是，第一线圈阵列111也可以为多层阵列叠加，这里不作限制。第二线圈阵列112、第三线圈阵列113、第四线圈阵列114的布置类似于第一线圈阵列111，这里不再赘述

图4是对应图1的运动装置的洛伦兹力和转矩的示意图，第一线圈阵列111为一个二维阵列，第一线圈阵列111具有两列沿X方向的线圈阵列，沿Y方向具有两个线圈。第一磁体阵列121具有两列沿X方向的磁体阵列，每列磁体阵列具有相同数量的第一磁体。优选地，分别布置在两列线圈阵列上方的两列磁体阵列沿X方向前后布置，即一列线圈阵列上方布置一列磁体阵列，且彼此沿X方向前后间隔开来。采用此种阵列的配置实施方式，进一步提高了第一线圈阵列111自身的调节能力和稳定能力。

当第一线圈阵列111通入驱动电流后，第一线圈阵列111与第一磁体阵列121的磁场产生相互作用，引起承载台12相对于基座台11沿着X方向和Z方向做平动，以及承载台12相对于基座台11沿着Y方向做转动。

当第二线圈阵列112通入驱动电流后，第二线圈阵列112与第二磁体阵列122产生相互作用，能够引起承载台12相对基座台11沿着X方向和Y方向做平动，以及承载台12相对基座台11沿着Z方向做转动。

当第三线圈阵列113通入驱动电流后，第三线圈阵列113与第三磁体阵列123产生相互作用，能够引起承载台12相对基座台11沿着X方向和Z方向做平动，以及承载台12相对基座台11沿着Y方向做转动。

当第四线圈阵列114通入驱动电流后，第四线圈阵列114与第四磁体阵列124产生相互作用，能够引起承载台12相对基座台11沿着X方向和Y方向做平动，以及承载台12相对基座台11沿着Z方向做转动。

另外，第一线圈阵列111和第一磁体阵列121的相互作用与第三线圈阵列113和第三磁体阵列123的相互作用，产生沿X方向的转矩，能够引起承载台12相对基座台11沿X方向做转动。

第二线圈阵列112和第二磁体阵列122的相互作用与第四线圈阵列114和第四磁体阵列124的相互作用，强化了承载台12相对基座台11沿Y方向的平动，以及沿Z方向的转动。

从X方向上看，四组线圈阵列呈U型对称布局，即第一线圈阵列111和第三线圈阵列113对称，第二线圈阵列112与第四线圈阵列114对称，通过采用U型对称布局，强化了沿各个方向的洛伦兹力和转矩，通过冗余控制，抑制了柔性模态产生的机械共振。

本发明实施例通过基座台和承载台之间的无机械式连接，消除了机械摩擦和连接线缆对速度、加速度及精度的影响，可以实现更高的定位精度。本发明技术方案不同于气浮导轨技术，不需要加工大尺寸的气浮支撑面，没有了加工制造难以及装配维护繁琐的问题，另外，通过用金属板将线圈阵列封闭在基座台上的密闭空间内，将线圈与外界环境隔离，使其免于外界环境干扰，实现了运动装置在真空环境下的应用。

需要说明的是，以上内容仅为方便理解提供的实现细节，并非实施本方案的必须。例如上文中沿X方向看U型对称布局的运动装置的一半，例如第一线圈阵列111、第二线圈阵列112，以及第一磁体阵列121、第二磁体阵列122构成的运动系统，第一线圈阵列111与第二线圈阵列112设置于基座台11，第一磁体阵列121和第二磁体阵列122设置于承载台12。第一线圈阵列111与第一磁体阵列121产生相互作用，能够引起基座台相对承载台沿X方向和Z方向做平动，以及基座台相对承载台沿Y方向做转动。第二线圈阵列112通入驱动电流后，第二线圈阵列112与第二磁体阵列122产生相互作用，能够引起基座台11相对承载台12沿X方向和Y方向做平动、以及基座台11相对承载台12沿Z方向做转动，基座台11包括第一金属板31和第二金属板32，分别配置在第一线圈阵列111，第二线圈阵列112的表面上并对其进行密封，使线圈不直接暴露在外部环境中，当外部环境为真空时，可以保证线圈不暴露在真空中，尤其是高真空环境中，避免真空环境中线圈膨胀变形导致不能正常使用，同时第一金属板31也可以起到固定线圈的作用，避免线圈在第一空间41内因振动等而产生晃动。即实现本发明实施例的发明目的，这里不再具体阐述。

进一步的，部分实施例中，第一金属板31还具备散热功能。也就是说，该四个金属板包括导热散热结构，或者流体冷却结构。

具体的说，第一金属板31在运动装置工作过程中，不可避免的会产生多余的热量，如不及时排除这些多余的热量，可能会对运动装置的正常运行产生不利的影响。散热结构具体可以在金属板表面开槽，通过增加与外部的接触面积以利于散热。或者在金属表面增加一层金属板，在两层金属板之间增加液体层空间，用以加速冷却产生的热量，以上仅为举例，在此不做具体限制。

第二金属板32、第三金属板33和第四金属板34类似于第一金属板31，这里不再赘述。

进一步的，在一些实施例中，运动装置还包括第一位置传感器，第一磁体阵列和第一线圈阵列沿第二方向的尺寸中的一个具有少于另一个的尺寸差别部分，这个尺寸差别部分形成第一差别空间，第一位置传感器位于第一差别空间中，用以测量沿第一方向上产生的运动位移。

具体地说，图5是对应图1的位置传感器配置的简化示意图，主要用于示出传感器的位置关系，其结构关系并不与图1完全一一对应。图5中第一磁体阵列121沿Y方向尺寸与第一线圈阵列111沿Y方向尺寸并不相同，例如当第一磁体阵列121沿Y方向尺寸大于第一线圈阵列111沿Y方向的尺寸时，第一磁体阵列121沿Y方向上具有突出第一线圈阵列111的部分，第一线圈阵列111沿Y方向上对应第一磁体阵列121形成了一个第一差别空间，这个第一差别空间内可以用来配置第一位置传感器16a，当然可以理解的是，当第一磁体阵列121沿Y方向尺寸小于第一线圈阵列111沿Y方向的尺寸时，第一磁体阵列121沿Y方向上对应第一线圈阵列111也同样形成一个第一差别空间，可以用来配置第一位置传感器16a，第一位置传感器16a用来测量X方向上产生的长距离位移。第一位置传感器16a可以为霍尔传感器，也可以是其他传感器，具体不做限制。另外，第二磁体阵列122与第二线圈阵列112、第三磁体阵列123与第三线圈阵列113、第四磁体阵列124与第四线圈阵列114也类似于上述的第一磁体阵列121与第一线圈阵列111，分别形成第二差别空间、第三差别空间和第四差别空间，分别用来配置第二位置传感器16b、第三位置传感器16c和第四位置传感器16d，具体这里不再赘述。应当理解，本发明的位置传感器可以为两处或两处以上，本实施例中为四处。需要说明的是，本实施中的位置传感器都可用于测量X方向的位移，因此四处位置传感器可以不同时工作，当其中一处处于工作状态时，另外的三处可以处于备用状态。当然也可以使用其中的两处、三处或者四处传感器进行相互校准，例如使用三处位置传感器，可以通过设置一个第一阀值，如果某处的第一位置传感器与第二位置传感器的位移差值未超过第一阀值，而该处的第二位置传感器与第三位置传感器的位移差值超过第一阀值，可以初步判定该处的第三位置传感器出现问题或者误差超出可允许范围，就可以对该第三位置传感器进行检查或更换，以此可以更好的控制位置传感器出错的风险。

进一步的，在一些实施例中，承载台可以是一个或多个。如图6所示实施例中，两个承载台12之间可相互独立地驱动控制，分别充当第一工作台和第二工作台。可以理解的是，本实施例中以两个承载台为例，实际不局限于两个，也可以是两个以上。本实施例的运动系统通过对第一工作台和第二工作台的独立驱动，大大加大了工作台的操作自由度，由此提高了工作效率。

进一步的，在一些实施例中，基座台还可以沿X方向通过机械拼接实现线性延伸或大致线性延伸。也就是说，基座台的数量也可以是两个及以上，在X方向上通过机械拼接的方式拓展运动装置的行程，基座台的机械拼接通过可拆卸连接方式实现，例如通过螺纹连接、销、链、卡扣等，在此不做具体限定。本发明实施例可对运动系统进行扩展延伸，无需重新设计新结构，维护更方便，可以有效的降低生产制造和使用成本。

需要说明的是，本发明提供的多工作台的运动装置，可应用于自动化装备的工作台系统，根据自动化装备的工作台系统，可以根据实际运动行程和控制策略规划的需求，调整基座台和承载台的相对位置，以及两者的配置数量，以适应实际工作的需要。

以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，若需要，能修改实施例的方面来采用各种专利、申请和出版物的方面、特征和构思来提供另外的实施例。

考虑到上文的详细描述，能对实施例做出这些和其它变化。一般而言，在权利要求中，所用的术语不应被认为限制在说明书和权利要求中公开的具体实施例，而是应被理解为包括所有可能的实施例连同这些权利要求所享有的全部等同范围。

Claims

1.一种运动装置，包括至少一个基座台和至少一个承载台，每个承载台与对应的基座台可以产生相对运动，其特征在于，

每个基座台包括多个线圈阵列，所述多个线圈阵列包括：

其中，所述第一平面和所述第二平面相互不平行；

所述基座台还包括多个金属板，所述多个金属板包括：

每个承载台包括多个磁体阵列，所述多个磁体阵列包括：

2.根据权利要求1所述的运动装置，其特征在于，所述基座台包括第一凹槽和第二凹槽；

3.根据权利要求2所述的运动装置，其特征在于，所述第一金属板与所述第一凹槽的口部之间还配置有密封圈，和/或所述第二金属板与所述第二凹槽的口部之间还配置有密封圈。

4.根据权利要求1所述的运动装置，其特征在于，所述多个线圈阵列还包括：

其中，所述第五平面和所述第六平面相互不平行；

所述多个磁体阵列还包括：

所述多个金属板还包括：

5.根据权利要求4所述的运动装置，其特征在于，所述基座台还包括第三凹槽和第四凹槽；

6.根据权利要求4所述的运动装置，其特征在于，所述第一平面与所述第五平面处于同一平面，所述第一平面正交于所述第二平面，所述第五平面正交于所述第六平面。

7.根据权利要求4所述的运动装置，其特征在于，所述第一金属板、所述第二金属板、所述第三金属板和所述第四金属板中的至少一个包括散热结构。

8.根据权利要求1所述的运动装置，其特征在于，

所述运动装置还包括第一位置传感器；

和/或

所述运动装置还包括第二位置传感器；

9.根据权利要求4所述的运动装置，其特征在于，

所述运动装置还包括第三位置传感器；

和/或

所述运动装置还包括第四位置传感器；

10.根据权利要求1所述的运动装置，其特征在于，所述运动装置还包括功率放大器，用来驱动所述多个线圈阵列产生第一磁场，分别和所述多个磁体阵列的第二磁场作用，产生沿所述第一方向上的相对运动。

11.根据权利要求1至10任一项所述的运动装置，其特征在于，

所述运动装置包括至少两个基座台；

12.根据权利要求1至10任一项所述的运动装置，其特征在于，

所述运动装置包括至少两个承载台；

所述至少两个承载台分别通过独立驱动控制。