CN112727971B - 防微振微位移调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防微振微位移调节装置，所述防微振微位移调节装置包括基体、磁性组件、承载组件、储液器和驱动装置，所述基体内具有腔室，所述基体上设有开口，所述开口与所述腔室连通，所述磁性组件设在所述腔室内且与所述基体相连，所述承载组件的一部分通过所述开口伸入所述腔室内，所述承载组件的另一部分位于所述腔室外侧，所述储液器内储存有磁性液体，所述驱动装置与所述储液器和所述容纳腔连通，所述驱动装置可将所述储液器内的磁性液体通入所述容纳腔内且可将所述容纳腔内的磁性液体排出并储存在所述储液器内。本发明的防微振微位移调节装置利用磁性液体控制，具有响应迅速、结构紧凑和精准微调的特点。

Description

防微振微位移调节装置

技术领域

本发明涉及微细及超精密加工、精密测试与装配领域，具体地，涉及一种防微振微位移调节装置。

背景技术

随着生产技术的发展，现代机械加工工业已步入精密、超精密时代。在超精密测量和控制中，精密仪器的测量和控制精度不仅与仪器本身的精度有关，周围环境振动干扰的影响也是决定测量和控制精度的关键环节。由于环境振动的影响，在电镜类精密光学仪器中，设备受到的微振动都可能会导致测试结果出现误差，因此防微振技术的研究具有非常重要的理论意义和实用价值。

防微振就是通过对精密设备隔振及对精密设备的微振动主动控制等措施，使振动值减少到低于精密设备的容许振动值，使精密设备正常工作。高精度的隔振平台不仅要求隔绝如机器运转、车辆行驶、人员走动等引起的宏观振动，而且还要求隔绝由于地球自转等因素所引起的细微振动。现有隔振器多使用弹簧、橡胶等材质隔绝震动，精密仪器隔振使用气流悬浮隔振，但是其设备复杂，反应迟钝，对精密操作及高精密操作的误差影响较大。

发明内容

为此，本发明的实施例提出一种利用磁性液体控制、磁响应迅速、结构紧凑、控制精准的防微振微位移调节装置。

根据本发明实施例的防微振微位移调节装置包括基体、磁性组件、承载组件、储液器和驱动装置，所述基体内具有腔室，所述基体上设有开口，所述开口与所述腔室连通，所述磁性组件设在所述腔室内且与所述基体相连，所述承载组件的一部分通过所述开口伸入所述腔室内，所述承载组件的另一部分位于所述腔室外侧，所述承载组件的一部分与所述磁性组件相对且间隔布置以形成容纳腔,所述储液器内储存有磁性液体，所述驱动装置与所述储液器和所述容纳腔连通，所述驱动装置可将所述储液器内的磁性液体通入所述容纳腔内且可将所述容纳腔内的磁性液体排出并储存在所述储液器内，以驱动所述承载组件远离所述磁性组件移动和靠近所述磁性组件移动。

根据本发明实施例的防微振微位移调节装置利用磁性液体进行防微振，能够提高控制精度，减小误差。

在一些实施例中，所述腔室的壁面上设有环形凸起，所述磁性组件设在所述腔室的壁面上且位于所述环形凸起内。

在一些实施例中，所述磁性组件包括铁芯、第一环形永磁体和第二环形永磁体，所述第一环形永磁体套设在所述铁芯上，所述第二环形永磁体套设在所述第一环形永磁体上，且所述第二环形永磁体的外周面与所述环形凸起的内周面相贴合。

在一些实施例中，所述铁芯的高度、所述第一环形永磁体的高度和所述第二环形永磁体的高度均与所述环形凸起的高度相同。

在一些实施例中，所述驱动装置包括控制泵、进液管道和出液管道，所述出液管道的一端与所述储液器连通，所述出液管道的另一端与所述控制泵的一端连通，所述控制泵的另一端与所述进液管道的一端连通，所述进液管道的一端与所述容纳腔连通。

在一些实施例中，所述控制泵为蠕动泵。

在一些实施例中，所述环形凸起内设有液体通道，所述液体通道与所述容纳腔和所述进液管道连通。

在一些实施例中，所述液体通道、所述进液管道、所述出液管道均为多个，且多个所述液体通道和多个所述进液管道对应连通，多个所述进液管道和多个所述出液管道对应连通。

在一些实施例中，所述承载组件的邻近所述磁性组件的一端设有凹槽，所述凹槽位于所述腔室内，所述凹槽的横截面积沿从所述承载组件朝向所述磁性组件的方向减小。

在一些实施例中，所述防微振微位移调节装置还包括缓冲套，所述缓冲套设在所述基体的内周面上，所述承载组件的所述一部分位于所述缓冲套内，所述缓冲套用于避免所述基体与所述承载组件刚性冲击。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的防微振微位移调节装置结构示意图。

图2是图1实施例的防微振微位移调节装置平衡状态示意图。

图3是图1实施例的防微振微位移调节装置向上运动状态示意图。

图4是图1实施例的防微振微位移调节装置向下运动状态示意图。

图5是根据本发明另一个实施例的防微振微位移调节装置结构示意图。

附图标记：

基体1，开口11，腔室12，环形凸起13，液体通道131，磁性组件2，铁芯21，第一环形永磁体22，第二环形永磁体23，承载组件3，容纳腔31，凹槽32，平台33，悬浮构件34，储液器4，驱动装置5，控制泵51，进液管道52，出液管道53，缓冲套6。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述根据本发明实施例的防微振微位移调节装置。

根据本发明实施例的防微振微位移调节装置包括基体1、磁性组件2、承载组件3、储液器4和驱动装置5。

基体1内具有腔室12，基体1上设有开口11，开口11与腔室12连通，磁性组件2设在腔室12内且与基体1相连。承载组件3的一部分通过开口11伸入腔室12内，承载组件3的另一部分位于腔室12外侧，承载组件3的一部分与磁性组件2相对且间隔布置以形成容纳腔31。

储液器4内储存有磁性液体。驱动装置5与储液器4和容纳腔31连通，驱动装置5可将储液器4内的磁性液体通入容纳腔31内且可将容纳腔31内的磁性液体排出并储存在储液器4内，以驱动承载组件3远离磁性组件2移动和靠近磁性组件2移动。

如图1所示，磁性组件2位于基体1的腔室12内，承载组件3的一部分伸入腔室12内与磁性组件2形成容纳腔31，储液器4位于基体1外，驱动装置5与储液器4和容纳腔31连通，储液器4内的磁性液体通过驱动装置5通入或排出容纳腔31，以驱动承载组件3沿如图1所示的上下方向移动。

根据本发明实施例的防微振微位移调节装置利用磁性液体进行防微振，能够提高控制精度，磁性液体的磁响应速度快，能够降低反应延迟。

在一些实施例中，腔室12的壁面上设有环形凸起13，磁性组件2设在腔室12的壁面上且位于环形凸起13内。如图1所示，环形凸起13位于磁性组件2的外部，环形凸起13将磁性组件2固定在腔室12的底部以保证磁性液体受到的磁力方向固定。

在一些实施例中，磁性组件2包括铁芯21、第一环形永磁体22和第二环形永磁体23，第一环形永磁体22套设在铁芯21上，第二环形永磁体23套设在第一环形永磁体22上，且第二环形永磁体23的外周面与环形凸起13的内周面相贴合。

如图1所示，铁芯21位于第一环形永磁体22的内部且铁芯21的外周面与第一环形永磁体22的内周面相贴合，第一环形永磁体22位于第二环形永磁体23的内部且第一环形永磁体22的外周面与第二环形永磁体23的内周面相贴合，第二环形永磁体23位于环形凸起13的内部且第二环形永磁体23的外周面与环形凸起13的内周面相贴合。

在一些实施例中，铁芯21的高度、第一环形永磁体22的高度和第二环形永磁体23的高度均与环形凸起13的高度相同，高度指的是沿腔室12的壁面到承载组件3的方向上(如图1所示的上下方向)的长度，铁芯21、第一环形永磁体22、第二环形永磁体23和环形凸起13在如图1所示的上下方向上的高度相同，铁芯21的高度、第一环形永磁体22的高度和第二环形永磁体23的高度均与环形凸起13的高度相同可以保证容纳腔31的底部平整，使永磁组件给容纳腔31内的磁性液体提供的磁场力均匀。

在一些实施例中，驱动装置5包括控制泵51、进液管道52和出液管道53，出液管道53的一端与储液器4连通，出液管道53的另一端与控制泵51的一端连通，控制泵51的另一端与进液管道52的一端连通，进液管道52的一端与容纳腔31连通。

如图1所示，控制泵51独立设在基体1和储液器4的外部，控制泵51通过进液管道52和出液管道53分别储液器4和容纳腔31连通，储液器4内的磁性液体经出液管道53通过控制泵51后，由进液管道52通入容纳腔31内，或将容纳腔31内的磁性液体经进液管道52通过控制泵51，由出液管道53排入储液器4内，通过控制泵51对磁性液体在容纳腔31内的量的控制实现防微振的效果。

在一些实施例中，控制泵51为蠕动泵，蠕动泵使控制泵51的精度更高，减小了防微振微位移调节装置的误差。

在一些实施例中，环形凸起13内设有液体通道131，液体通道131与容纳腔31和进液管道52连通，如图1所示，液体通道131设在环形凸起13内且将容纳腔31和进液管道52连接起来，便于磁性液体进出容纳腔31。

在一些实施例中，液体通道131、进液管道52、出液管道53均为多个，且多个液体通道131和多个进液管道52一一对应连通，多个进液管道52和多个出液管道53一一对应连通，多个液体通道131、多个进液管道52和多个出液管道53使磁性液体的通入容纳腔31和排出容纳腔31更加平稳，使防微振微位移调节装置的精度更高。

在一些实施例中，承载组件3的邻近磁性组件2的一端设有凹槽32，凹槽32位于腔室12内，凹槽32的横截面积沿从承载组件3朝向磁性组件2的方向减小。如图1所示，凹槽32内充有磁性液体，凹槽32的横截面积沿如图1所示上下方向减小，使承载组件3受到磁性液体的磁场力更大，防微振的效果更好。

在一些实施例中，防微振微位移调节装置还包括缓冲套6，缓冲套6设在基体1的内周面上，承载组件3的一部分位于缓冲套6内，缓冲套6用于避免基体1与承载组件3刚性冲击，缓冲套6的的外周面与基体1的内周面相贴合，承载组件3的一部分位于缓冲套6内且具有间隙，缓冲套6保证承载组件3不与基体1碰撞，具有保护防微振微位移调节装置的效果。

下面参考图1描述本发明一些具体示例的防微振微位移调节装置。

根据本发明实施例的防微振微位移调节装置包括基体1、磁性组件2、储液器4、驱动装置5、缓冲套6和承载组件3。

如图1所示，基体1具有腔室12，腔室12开口11向上，磁性组件2位于腔室12内，承载组件3分为第一部分和第二部分，下侧的第一部分通过开口11伸入腔室12内，上侧的第二部分位于腔室12外侧，用于承载作业装置。

承载组件3的一端设有凹槽32，凹槽32的横截面积沿自下而上的方向减小，凹槽32位于腔室12内与磁性组件2形成容纳腔31。储液器4位于基体1外且用于存储磁性液体。

缓冲套6设在基体1的内周面上，用于防止基体1与承载组件3碰撞。

磁性组件2包括铁芯21、第一环形永磁体22和第二环形永磁体23，第一环形永磁体22套设在铁芯21上，第二环形永磁体23套设在第一环形永磁体22上，腔室12底部设有环形凸起13，第二环形永磁体23位于环形凸起13内且第二环形永磁体23的外周面与环形凸起13的内周面相贴合，环形凸起13内还设有液体通道131。

驱动装置5包括控制泵51、进液管道52和出液管道53，出液管道53的一端与储液器4连通，出液管道53的另一端与控制泵51的一端连通，控制泵51的另一端与进液管道52的一端连通，进液管道52的一端与液体通道131连通，液体通道131与容纳腔31连通，液体通道131、进液管道52、出液管道53均为多个，且多个液体通道131和多个进液管道52一一对应连通，多个进液管道52和多个出液管道53一一对应连通，驱动装置5与储液器4和容纳腔31连通，储液器4内的磁性液体通过驱动装置5通入或排出容纳腔31，以驱动承载组件3沿上下方向移动。储液器4内的磁性液体通过进液管道52和出液管道53经控制泵51通入或排出容纳腔31，以驱动承载组件3沿上下方向移动，磁性液体的磁场力能有效防微振，且能够提高控制精度，磁性液体的磁响应速度快，大大降低了装置反应的延迟，同时减小了误差。

下面参考图2描述本发明另一些具体示例的防微振微位移调节装置。

根据本发明实施例的防微振微位移调节装置包括基体1、磁性组件2、承载组件3、储液器4、驱动装置5和缓冲套6。

承载组件3包括平台33和悬浮构件34，悬浮构件34的一端与平台33相连，且悬浮构件34的另一端伸入腔室12内，容纳腔31形成在磁性组件2和悬浮构件34的另一端之间。悬浮构件34与平台33连接，对平台33进行支撑以完成防微振控制，平台33用于承载作业装置，且平台33的大小可根据作业条件进行调整。

图2所示的防微振微位移调节装置的其他结构和操作可以与图1所示实施例相同，这里不再详细描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种防微振微位移调节装置，其特征在于，包括：

基体，所述基体内具有腔室，所述基体上设有开口，所述开口与所述腔室连通；

磁性组件，所述磁性组件设在所述腔室内且与所述基体相连，所述腔室的底部壁面上设有环形凸起，所述磁性组件设在所述腔室的壁面上且位于所述环形凸起内，所述磁性组件包括铁芯、第一环形永磁体和第二环形永磁体，所述第一环形永磁体套设在所述铁芯上，所述第二环形永磁体套设在所述第一环形永磁体上，且所述第二环形永磁体的外周面与所述环形凸起的内周面相贴合；

承载组件，所述承载组件的一部分通过所述开口伸入所述腔室内，所述承载组件的另一部分位于所述腔室外侧，所述承载组件的一部分与所述磁性组件相对且间隔布置以形成容纳腔；

储液器，所述储液器内储存有磁性液体；

驱动装置，所述驱动装置与所述储液器和所述容纳腔连通，所述驱动装置可将所述储液器内的磁性液体通入所述容纳腔内且可将所述容纳腔内的磁性液体排出并储存在所述储液器内，以驱动所述承载组件远离所述磁性组件移动和靠近所述磁性组件移动。

2.根据权利要求1所述的防微振微位移调节装置，其特征在于，所述铁芯的轴向尺寸、所述第一环形永磁体的轴向尺寸和所述第二环形永磁体的轴向尺寸均与所述环形凸起的轴向尺寸相同。

3.根据权利要求1所述的防微振微位移调节装置，其特征在于，所述驱动装置包括控制泵、进液管道和出液管道，所述出液管道的一端与所述储液器连通，所述出液管道的另一端与所述控制泵的一端连通，所述控制泵的另一端与所述进液管道的一端连通，所述进液管道的一端与所述容纳腔连通。

4.根据权利要求3所述的防微振微位移调节装置，其特征在于，所述控制泵为蠕动泵。

5.根据权利要求3所述的防微振微位移调节装置，其特征在于，所述环形凸起内设有液体通道，所述液体通道与所述容纳腔和所述进液管道连通。

6.根据权利要求5所述的防微振微位移调节装置，其特征在于，所述液体通道、所述进液管道、所述出液管道均为多个，且多个所述液体通道和多个所述进液管道对应连通，多个所述进液管道和多个所述出液管道对应连通。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的防微振微位移调节装置，其特征在于，所述承载组件的邻近所述磁性组件的一端设有凹槽，所述凹槽位于所述腔室内，所述凹槽的横截面积沿从所述承载组件朝向所述磁性组件的方向减小。

8.根据权利要求7所述的防微振微位移调节装置，其特征在于，还包括缓冲套，所述缓冲套设在所述基体的内周面上，所述承载组件的所述一部分位于所述缓冲套内，所述缓冲套用于避免所述基体与所述承载组件刚性冲击。

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