CN114043260A - 位移装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种位移装置，位移装置采用机械导轨对平衡质量部进行导向，无需依靠气压就可正常使用，所以该方案可适用于真空环境。在真空环境中，运动平台在沿第一水平方向移动时，至少第一平衡质量部在第一水平方向相对于运动平台反向移动，充当反力引导机构，运动平台在沿第二水平方向移动时，第二平衡质量部在第二水平方向相对于运动平台反向移动，充当反力引导机构，因此，在真空环境中，该方案中的两个平衡质量部可在两个方向上抵消运动平台在移动过程中产生的振动冲击影响，该位移装置中的运动平台在两个相互垂直的方向移动时均可通过平衡质量部抵消振动冲击。本方案通过精简的结构，即实现了真空环境下二运动轴的反力引导，降低了成本。

Description

位移装置

技术领域

本发明涉及集成电路制造设备技术领域，具体而言，涉及一种位移装置。

背景技术

在自动化装备制造领域，大行程运动台技术是一项核心技术，一直受到行业内的高度重视。在大行程位移装置中，位移装置的运动往往会产生很大的反向作用力，尤其是在加速和减速阶段产生的反向作用力要更大，由此反向作用力引发的振动冲击影响，极大地干扰了位移装置的定位精度、反应速度和稳定时间，因此需要专门的平衡质量部充当反力引导机构，承担位移装置的反向作用力和反向位移，抵消位移过程中产生的振动冲击影响。平衡质量设计是基于动量守恒原理，电机驱动力作用于运动平台上，推动运动平台产生运动，同时电机驱动反力作用于平衡质量上，推动平衡质量反向运动，平衡质量设计基本能消除传递到装置框架的扰动。

目前已有的位移装置，有考虑使用气浮支撑下的平面运动的平衡质量设计，虽然能满足反力引导的作用，由于使用的是气浮支撑，因此该种技术方式被限定在大气环境下使用才能有效，这限制了位移装置的适用范围。

当然也有在真空环境下使用的平衡质量设计，但相应技术仅限于单个运动轴的平衡质量设计，主要用来充当主要运动轴的反力引导机构，对于其他运动轴的运动反力和位移并没有起到反力引导作用，这也限定了其技术方案的适用范围。

发明内容

本发明提供了一种位移装置，以提高位移装置的适用范围。

为了实现上述目的，本发明提供了一种位移装置，包括：支撑框架；第一平衡质量部，第一平衡质量部包括第一质量件和第一机械导轨，第一机械导轨设置在支撑框架上，第一机械导轨沿第一水平方向延伸，第一质量件与第一机械导轨连接以沿第一水平方向滑动；第二平衡质量部，第二平衡质量部包括第二质量件和第二机械导轨，第二机械导轨设置在支撑框架或第一质量件上，第二机械导轨沿第二水平方向延伸，第二水平方向垂直于第一水平方向，第二质量件与第二机械导轨连接以沿第二水平方向滑动，其中，第二质量件和第一质量件间隔开；运动平台，运动平台包括驱动部和运动板，驱动部设置在第一平衡质量部和/或第二平衡质量部上，驱动部和运动板驱动连接，以驱动运动板沿第一水平方向和第二水平方向中的任意一个方向运动。

进一步地，第一机械导轨包括第一导轨本体和第一滑动部，第一滑动部可滚动或滑动地和第一导轨本体配合；第二机械导轨包括第二导轨本体和第二滑动部，第二滑动部可滚动或滑动地和第二导轨本体配合；其中，第一导轨本体和第二导轨本体的表面硬度均不小于65HRC。

进一步地，第一导轨本体和第二导轨本体的材质均为铬钢、刚玉陶瓷或者碳化硅陶瓷。

进一步地，第一滑动部包括多个第一滑块，第一导轨本体的导向面和第一滑块的滚子贴合，第一导轨本体和支撑框架连接，第一滑动部和第一质量件连接，第一机械导轨为平行设置的至少两个；第二滑动部包括多个第二滑块，第二导轨本体的导向面和第二滑块的滚子贴合，第二导轨本体和支撑框架或第一质量件连接，第二滑动部和第二质量件连接，第二机械导轨为平行设置的至少两个。

进一步地，位移装置还包括：第一防漂单元，第一防漂单元包括第一防漂电机，第一防漂电机设置在支撑框架上，第一防漂电机和第一质量件在第一水平方向上的一端连接；第二防漂单元，第二防漂单元包括第二防漂电机，第二防漂电机和第二质量件在第二水平方向上的一端连接；其中，第二机械导轨设置在支撑框架上的情况下，第二防漂单元设置在支撑框架上；第二机械导轨设置在第一质量件上的情况下，第二防漂单元设置在第一质量件上。

进一步地，第一防漂单元还包括第一弹性机构，第一弹性机构设置在支撑框架上，第一弹性机构和第一质量件在第一水平方向上的另一端限位配合；第二防漂单元还包括第二弹性机构，第二弹性机构和第二质量件在第二水平方向上的另一端限位配合。

进一步地，第二机械导轨设置在第一质量件上，第一质量件包括第一板体和设置在第一板体上侧的两个第一支梁，两个第一支梁均沿第一水平方向延伸且相对间隔设置，第二机械导轨安装在第一板体上，第二质量件位于两个第一支梁之间。

进一步地，第二机械导轨设置在支撑框架上，第一质量件包括第一板体和设置在第一板体上侧的两个第一支梁，两个第一支梁均沿第一水平方向延伸且相对间隔设置，第二质量件包括第二板体和设置在第二板体下侧的第二支梁，第二支梁沿第二水平方向延伸且相对间隔设置，其中，第二板体位于两个第一支梁之间，第二支梁和第二机械导轨连接。

进一步地，第二机械导轨设置在支撑框架上，支撑框架包括底座和设置在底座上侧的凸台，第一机械导轨设置在底座上，第二机械导轨设置在凸台上，第一质量件具有第一避让孔，凸台穿过第一避让孔。

进一步地，位移装置还包括：重力补偿部，设置在支撑框架上，重力补偿部和第一平衡质量部、第二平衡质量部均间隔开，重力补偿部与运动平台的下侧配合，以抵消运动平台的至少一部分重力。

进一步地，支撑框架包括底座和设置在底座上侧的凸台，第一质量件具有第一避让孔，第二质量件具有第二避让孔，凸台穿过第一避让孔和第二避让孔，重力补偿部设置在凸台上。

进一步地，重力补偿部为磁力单元，磁力单元包括第一磁体阵列和第二磁体阵列，第一磁体阵列设置在运动板的下侧，第二磁体阵列设置在支撑框架的上侧，第一磁体阵列和第二磁体阵列相互排斥。

进一步地，驱动部包括两个第一驱动电机、两个第二驱动电机、两个第一导向机构、两个第二导向机构、第三导向机构和第四导向机构；其中，两个第一驱动电机、两个第一导向机构均设置在第一质量件上，两个第一驱动电机、两个第一导向机构均沿第一水平方向延伸，两个第一驱动电机分别和第三导向机构的两端驱动连接，两个第一导向机构均和第三导向机构活动连接；两个第二驱动电机、两个第二导向机构均设置在第二质量件上，两个第二驱动电机、两个第二导向机构均沿第二水平方向延伸，两个第二驱动电机分别和第四导向机构的两端驱动连接，两个第二导向机构均和第四导向机构活动连接；第三导向机构沿第二水平方向延伸，第三导向机构和运动板配合，以带动运动板沿第一水平方向移动及在第二水平方向对运动板导向；第四导向机构沿第一水平方向延伸，第四导向机构和运动板配合，以带动运动板沿第二水平方向移动及在第一水平方向对运动板导向。

进一步地，驱动部还包括连接框，运动板设置在连接框上；第一导向机构和第二导向机构均为机械导轨；第三导向机构包括第一导梁和设置在第一导梁上的第三机械导轨，第一导梁和第三机械导轨均穿过连接框，第三机械导轨和连接框活动连接；第四导向机构和第三导向机构在竖直方向间隔开，第四导向机构包括第二导梁和设置在第二导梁上的第四机械导轨，第二导梁和第四机械导轨均穿过连接框，第四机械导轨和连接框活动连接；第一驱动电机包括相互配合的第一定子和第一动子，第一定子设置在第一质量件上，第一动子和第一导梁的端部驱动连接；第二驱动电机包括相互配合的第二定子和第二动子，第二定子设置在第二质量件上，第二动子和第二导梁的端部驱动连接。

进一步地，驱动部包括磁浮平面电机，磁浮平面电机包括驱动磁体阵列和驱动线圈阵列；其中，驱动磁体阵列设置在第二质量件上侧，驱动线圈阵列设置在运动板下侧；或，驱动磁体阵列设置在运动板下侧，驱动线圈阵列设置在第二质量件上侧。

进一步地，驱动磁体阵列设置在第二质量件上侧，驱动线圈阵列设置在运动板下侧，位移装置还包括双线缆台组件，双线缆台组件包括第一线缆台、第二线缆台、横梁和导向块；其中，第一线缆台包括第三驱动电机，第一排线和第一排管，第三驱动电机包括相互配合的第三定子和第三动子，第三定子设置在第一质量件上，第三定子沿第一水平方向延伸，第三动子和横梁的一端连接，第一排线和第一排管的一端均和第三动子连接，第一排线和第一排管的另一端均和运动板的一侧连接；第二线缆台包括第四驱动电机，第二排线和第二排管，第四驱动电机包括相互配合的第四定子和第四动子，第四定子设置在第一质量件上，第四定子沿第一水平方向延伸，第四动子和横梁的另一端连接，第二排线和第二排管的一端均和第四动子连接，第二排线和第二排管的另一端均和运动板的另一侧连接；横梁沿第二水平方向延伸，横梁具有导槽，导向块可滑动地设置在导槽内，导向块和运动板连接。

进一步地，本方案提供的位移装置适用于以下质量公式：

一、沿第一水平方向上，运动平台的运动质量为mx，沿第二水平方向上，运动平台的运动质量为my；M1为第一质量件的质量，M2为第二质量件的质量；由此计算相应运动方向上的运动质量与反力引导质量的质量比，可得质量比Kx=mx：Mx，质量比Ky=my：My。

其中，针对两个平衡质量叠加的情况：沿第一水平方向上，反力引导质量Mx=M1+M2；沿第二水平方向上，反力引导质量My=M2；因此相应运动方向上的运动质量与反力引导质量的质量比为：质量比Kx=mx：Mx=mx：（M1+M2），质量比Ky=my：My=my：M2；

其中，针对两个平衡质量独立的情况：沿第一水平方向上，反力引导质量Mx=M1；沿第二水平方向上，反力引导质量My=M2；因此相应运动方向上的运动质量与反力引导质量的质量比为：质量比Kx=mx：Mx=mx：M1，质量比Ky=my：My=my：M2。

二、反力和质量关系：

Fx*t=mx*vx=Mx*Vx，Fy*t=my*vy=My*Vy，vx：Vx=1：Kx，vy：Vy=1：Ky，

其中Fx、Fy分别为第一驱动电机、第二驱动电机在第一水平方向、第二水平方向上的出力，t为作用时间，vx为沿第一水平方向上运动平台的运动速度，Vx为沿第一水平方向上平衡质量部的运动速度，vy为沿第二水平方向上运动平台的运动速度，Vy为沿第二水平方向上平衡质量部的运动速度；可得：Vx=vx*Kx，Vy=vy*Ky。

其中，针对两个平衡质量叠加的情况：沿第一水平方向上，反力引导质量Mx=M1+M2；沿第二水平方向上，反力引导质量My=M2；可得：Vx=vx*Kx=vx*mx/（M1+M2），Vy=vy*Ky=vy*my/M2。

其中，针对两个平衡质量独立的情况：沿第一水平方向上，反力引导质量Mx=M1；沿第二水平方向上，反力引导质量My=M2；可得：Vx=vx*Kx=vx*mx/M1，Vy=vy*Ky=vy*my/M2。

本方案提供的位移装置，至少可产生以下有益效果：1、本方案中采用机械导轨对平衡质量部进行导向，无需依靠气压就可正常使用，所以该方案可适用于真空环境。2、在真空环境中，运动平台在沿第一水平方向移动时，至少第一平衡质量部在第一水平方向相对于运动平台反向移动，充当反力引导机构，运动平台在沿第二水平方向移动时，第二平衡质量部在第二水平方向相对于运动平台反向移动，充当反力引导机构，因此，在真空环境中，该方案中的两个平衡质量部可在两个方向上抵消运动平台在移动过程中产生的振动冲击影响，该位移装置中的运动平台在两个相互垂直的方向移动时均可通过平衡质量部抵消振动冲击，即实现了真空环境下二运动轴的反力引导。3、本方案在大气环境及真空环境中均可使用，大大提高了位移装置的适用范围。4、本方案通过精简的结构，即实现了真空环境下二运动轴的反力引导，降低了制造难度和成本。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的实施例一提供的位移装置的结构示意图；

图2示出了图1中的位移装置中部分结构的爆炸图；

图3示出了图1中的位移装置的爆炸图；

图4示出了图1中的位移装置中运动板沿第一水平方向的运动示意图；

图5示出了图1中的位移装置中运动板沿第二水平方向的运动示意图；

图6示出了本发明的实施例二提供的位移装置的结构示意图；

图7示出了本发明的实施例三提供的位移装置的结构示意图；

图8示出了本发明的实施例四提供的位移装置的结构示意图；

图9示出了图8中的位移装置的爆炸图；

图10示出了本发明的实施例五提供的位移装置的结构示意图；

图11示出了本发明的实施例六提供的位移装置的结构示意图；

图12示出了图11中的位移装置的爆炸图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、位移装置；11、支撑框架；12、运动平台；121、运动板；122、驱动部；123、第一驱动电机；124、第二驱动电机；125、第一导向机构；126、第二导向机构；127、第四导向机构；128、第三导向机构；129、驱动磁体阵列；130、驱动线圈阵列；13、第一线缆台；131、第三动子；137、第一排线；138、第一排管；14、第二线缆台；147、第二排线；148、第二排管；15、横梁；155、导向块；17、第一平衡质量部；171、第一质量件；172、第一机械导轨；1721、第一导轨本体；1722、第一滑动部；173、第一避让孔；18、第二平衡质量部；181、第二质量件；182、第二机械导轨；1821、第二导轨本体；1822、第二滑动部；183、第二避让孔；19、第一防漂单元；191、第一弹性机构；192、第一防漂电机；20、第二防漂单元；201、第二弹性机构；202、第二防漂电机；21、底座；22、凸台；34、磁力单元；341、第一磁体阵列；342、第二磁体阵列；41、连接框；42、第一导梁；43、第三机械导轨；44、第二导梁；45、第四机械导轨。

具体实施方式

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以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之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1至图5所示，本发明的实施例一提供了一种位移装置，包括：支撑框架11；第一平衡质量部17，第一平衡质量部17包括第一质量件171和第一机械导轨172，第一机械导轨172设置在支撑框架11上，第一机械导轨172沿第一水平方向延伸，第一质量件171与第一机械导轨172连接以沿第一水平方向滑动；第二平衡质量部18，第二平衡质量部18包括第二质量件181和第二机械导轨182，第二机械导轨182设置在支撑框架11或第一质量件171上，第二机械导轨182沿第二水平方向延伸，第二水平方向垂直于第一水平方向，第二质量件181与第二机械导轨182连接以沿第二水平方向滑动，其中，第二质量件181和第一质量件171间隔开；运动平台12，运动平台12包括驱动部122和运动板121，驱动部122设置在第一平衡质量部17和/或第二平衡质量部18上，驱动部122和运动板121驱动连接，以驱动运动板121沿第一水平方向和第二水平方向中的任意一个方向运动。

在附图中，右上角为直角坐标系，X表示第一水平方向，Y表示第二水平方向，Z表示竖直方向，Rx表示X的周向，Ry表示Y的周向，Rz表示Z的周向。

本方案中采用机械导轨对平衡质量部进行导向，无需依靠气压就可正常使用，所以该方案可适用于真空环境。在真空环境中，运动平台12在沿第一水平方向移动时，至少第一平衡质量部17在第一水平方向相对于运动平台12反向移动，充当反力引导机构，运动平台12在沿第二水平方向移动时，第二平衡质量部18在第二水平方向相对于运动平台12反向移动，充当反力引导机构，因此，在真空环境中，该方案中的两个平衡质量部可在两个方向上抵消运动平台12在移动过程中产生的振动冲击影响，该位移装置10中的运动平台12在两个相互垂直的方向移动时均可通过平衡质量部抵消振动冲击。本方案在大气环境及真空环境中均可使用，大大提高了位移装置的适用范围。并且本方案通过精简的结构，即实现了真空环境下二运动轴的反力引导，降低了制造难度和成本。

在本申请中，驱动部122可根据需要单独和第一平衡质量部17连接，或者驱动部122单独和第二平衡质量部18连接，或者驱动部122和第一平衡质量部17、第二平衡质量部18均连接。在本申请中，在当驱动部单独和第一平衡质量部17连接或单独和第二平衡质量部18连接的情况下，第一平衡质量部17和第二平衡质量部18相互关联，这样第一平衡质量部17和第二平衡质量部18仍可以实现二运动轴的反力引导。

其中，采用第一平衡质量部17与第二平衡质量部18堆叠在一起的方式，主要适用于运动平台12在第一水平方向（X）上的运动行程远大于在第二水平方向（Y）上的行程的情形，这种情形下，由于第一平衡质量部17与第二平衡质量部18的叠加效应，使得沿第一水平方向（X）的反力引导质量远大于沿第二水平方向（Y）的反力引导质量，可以满足平衡质量在第一水平方向（X）和第二水平方向（Y）上的缓冲行程几乎相等的要求。

其中，采用第一平衡质量部17与第二平衡质量部18相互独立布置的方式，主要适用于运动平台12在第一水平方向（X）和第二水平方向（Y）上的运动行程几乎相等的情形，这种情形下，第一平衡质量部17与第二平衡质量部18分别在第一水平方向（X）、第二水平方向（Y）上充当反力引导质量，可以满足平衡质量在第一水平方向（X）和第二水平方向（Y）上的缓冲行程几乎相等的要求。第一平衡质量部17与第二平衡质量部18具体的质量比在操作时根据实际需求来进行设定。

如图2所示，在本实施例中，第二机械导轨182设置在第一质量件171上，第一质量件171包括第一板体和设置在第一板体上侧的两个第一支梁，两个第一支梁均沿第一水平方向延伸且相对间隔设置，第二机械导轨182安装在第一板体上，第二质量件181位于两个第一支梁之间。其中，第二质量件181叠加在第一板体的上方。两个第一支梁位于第二板体两侧，且两个第一支梁与第二板体的两个侧边存在间隙；间隙的大小与第二板体发生的反力行程有关。

具体地，第一机械导轨172包括第一导轨本体1721和第一滑动部1722，第一滑动部1722可滚动或滑动地和第一导轨本体1721配合；第二机械导轨182包括第二导轨本体1821和第二滑动部1822，第二滑动部1822可滚动或滑动地和第二导轨本体1821配合。第一导轨本体1721沿第一水平方向延伸，第二导轨本体1821沿第二水平方向延伸。

优选地，第一导轨本体1721和第二导轨本体1821的表面硬度均不小于65HRC。到达上述硬度要求的第一导轨本体1721和第二导轨本体1821具有高耐磨、高刚度特性，可以实现位移装置的高精度、高加速的运动需求。例如，第一导轨本体1721和第二导轨本体1821的材质均为铬钢、刚玉陶瓷或者碳化硅陶瓷等。第一机械导轨172和第二机械导轨182，可以是金属材料制造也可以是陶瓷材料制造。第一机械导轨172的数量可以是两组也可以多于两组，各第一机械导轨172可以对称布置，也可非对称布置，具体材料、数量和布置方式可根据实际应用选择确定。第二机械导轨182的数量可以是两组也可以多于两组，各第二机械导轨182可以对称布置，也可非对称布置，具体材料、数量和布置方式可根据实际应用选择确定。较优地，多组第一机械导轨172沿着第二水平方向平行设置；多组第二机械导轨182沿着第一水平方向平行设置。

本方案在实际应用时，只要是机械导轨的形式，都可以使用。例如，第一滑动部1722包括多个第一滑块，每个第一滑块的滚子和第一导轨本体1721的导向面贴合。第二滑动部1822包括多个第二滑块，每个第二滑块的滚子和第二导轨本体1821的导向面贴合。其中，第一导轨本体1721和支撑框架11连接，第一滑块和第一质量件171连接，第一机械导轨172为平行设置的至少两个，以提高导向效果和稳定性；第二滑块和第二质量件181连接，第二机械导轨182为平行设置的至少两个，以提高导向效果和稳定性。

或者，第一导轨本体1721和第二导轨本体1821可采用V型导轨，第一滑动部1722和第二滑动部1822采用滚轮，滚轮和导轨滚动配合。

或者，机械导轨采用线性轴承，用光轴作为第一导轨本体1721和第二导轨本体1821，用轴承套作为第一滑动部1722和第二滑动部1822。

或者，机械导轨采用交叉滚子导轨，其中，两组导轨中，长轨作为第一导轨本体1721和第二导轨本体1821，短轨作为第一滑动部1722和第二滑动部1822。

如图2所示，位移装置还包括：第一防漂单元19，第一防漂单元19包括第一防漂电机192，第一防漂电机192设置在支撑框架11上，第一防漂电机192和第一质量件171在第一水平方向上的一端连接；第二防漂单元20，第二防漂单元20包括第二防漂电机202，第二防漂电机202和第二质量件181在第二水平方向上的一端连接；其中，第二机械导轨182设置在支撑框架11上的情况下，第二防漂单元20设置在支撑框架11上；第二机械导轨182设置在第一质量件171上的情况下，第二防漂单元20设置在第一质量件171上。第一防漂单元19和第二防漂单元20分别对第一平衡质量部17和第二平衡质量部18起到安全限位作用和缓冲回复作用。

其中，第一防漂电机192和第二防漂电机202的定子均为磁体阵列，动子均为线圈阵列。本实施例中，第一防漂电机192的定子设置在支撑框架11上，动子设置在第一质量件171上；第二防漂电机202的定子设置在第一质量件171上，动子设置在第二质量件181上。

在本实施例中，位移装置10还包括传感器，当传感器检测到第一质量件171运动时，就启动第一防漂电机192，使第一防漂电机192进行缓冲；当检测到第二质量件181在第二水平方向上运动时，就启动第二防漂电机202，使第二防漂电机202进行缓冲。

进一步地，第一防漂单元19还包括第一弹性机构191，第一弹性机构191设置在支撑框架11上，第一弹性机构191和第一质量件171在第一水平方向上的另一端限位配合；第二防漂单元20还包括第二弹性机构201，第二弹性机构201和第二质量件181在第二水平方向上的另一端限位配合。

防漂单元中的弹性机构会通过自身的弹性变形对平衡质量部施加一个向中心平衡点的力，这个力不受防漂电机通断电的影响，尤其在防漂电机断电后，会驱使平衡质量部向中心平衡点附近移动，而不是随机的停留在行程边缘区域，从而有益于提升初始化效率。其中，弹性机构和质量件限位配合是指弹性机构设置在相应的质量件的移动路径上，初始位置时质量件和弹性机构之间有间隙，当质量件移动位置较大时与弹性机构抵接，这样弹性机构可限制质量件的移动范围，并且可对质量件施加与移动方向相反的弹力，以驱使平衡质量部向中心平衡点附近移动。

如图3所示，在本实施例中，驱动部122包括两个第一驱动电机123、两个第二驱动电机124、两个第一导向机构125、两个第二导向机构126、第三导向机构128和第四导向机构127；其中，两个第一驱动电机123、两个第一导向机构125均设置在第一质量件171上，两个第一驱动电机123、两个第一导向机构125均沿第一水平方向延伸，两个第一驱动电机123分别和第三导向机构128的两端驱动连接，两个第一导向机构125均和第三导向机构128活动连接；两个第二驱动电机124、两个第二导向机构126均设置在第二质量件181上，两个第二驱动电机124、两个第二导向机构126均沿第二水平方向延伸，两个第二驱动电机124分别和第四导向机构127的两端驱动连接，两个第二导向机构126均和第四导向机构127活动连接；第三导向机构128沿第二水平方向延伸，第三导向机构128和运动板121配合，以带动运动板121沿第一水平方向移动及在第二水平方向对运动板121导向；第四导向机构127沿第一水平方向延伸，第四导向机构127和运动板121配合，以带动运动板121沿第二水平方向移动及在第一水平方向对运动板121导向。

其中，第三导向机构128在带动运动板121沿第一水平方向移动时，第四导向机构127为运动板121提供第一水平方向的导向，第四导向机构127在带动运动板121沿第二水平方向移动时，第三导向机构128为运动板121提供第一水平方向的导向。

本方案中的平衡质量部的上述布置方式可理解为呈双H型布局：每个平衡质量部都是通过机械导轨直接连接运动平台12，每组机械导轨分别沿X方向平行设置或Y方向平行设置；运动平台12的驱动电机采用两侧布置的形式，每个方向上布置一组电机，即X方向、Y方向每个方向上都布置2个电机，每组电机分别连接到其中一个平衡质量部上，这样每组电机的驱动力作用到运动平台12上，反作用力直接作用到平衡质量部上。这样对于运动平台12而言，可消除X向高加速运动中对Y向平行设置的机械导轨的侧向冲击力和冲击变形影响，并且可消除Y向高加速运动中对X向平行设置的机械导轨的侧向冲击力和冲击变形影响，从而提高了位移装置的适用范围以及运动精度。

其中，第一机械导轨172、第二机械导轨182、两个第一驱动电机123、两个第二驱动电机124等结构沿支撑框架11的周边设置，这样支撑框架11留出的中部区域为运动板121的运动区域，使运动板121有较大的运动范围。

具体地，驱动部122还包括连接框41，运动板121设置在连接框41上；第一导向机构125和第二导向机构126均为机械导轨；第三导向机构128包括第一导梁42和设置在第一导梁42上的第三机械导轨43（本实施例中，第三机械导轨43设置在第一导梁42的两侧），第一导梁42和第三机械导轨43均穿过连接框41，第三机械导轨43和连接框41活动连接；第四导向机构127和第三导向机构128在竖直方向间隔开，第四导向机构127包括第二导梁44和设置在第二导梁44上的第四机械导轨45（本实施例中，第四机械导轨45设置在第二导梁44的两侧），第二导梁44和第四机械导轨45均穿过连接框41，第四机械导轨45和连接框41活动连接；第一驱动电机123包括相互配合的第一定子和第一动子，第一定子设置在第一质量件171上，第一动子和第一导梁42的端部驱动连接；第二驱动电机124包括相互配合的第二定子和第二动子，第二定子设置在第二质量件181上，第二动子和第二导梁44的端部驱动连接。其中的第一定子、第二定子具体均为磁体阵列，第一动子、第二动子具体均为线圈阵列。

通过上述设置，第三导向机构128和第四导向机构127呈十字交叉状设置，这样可实现运动板121在两个相互垂直的方向的运行。

其中，第一导向机构125和第二导向机构126同样为机械导轨，可采用和第一机械导轨172、第二机械导轨182相同或相似的结构，第一导向机构125和第二导向机构126中的导轨本体的表面硬度均不小于65HRC，这样具有高耐磨、高刚度特性，可以实现位移装置的高精度、高加速的运动需求。相应地，第三机械导轨43和第四机械导轨45中的导轨本体的表面硬度也均不小于65HRC。

进一步地，位移装置还包括功率放大器，用来驱动第一驱动电机123、第二驱动电机124、第一防漂电机192、第二防漂电机202的线圈阵列的电流，以分别和对应的磁体阵列作用产生推力；其中，第一驱动电机123、第二驱动电机124的推力至少可以引起运动平台12产生沿第一水平方向和第二水平方向上的长距离位移，第一防漂电机192、第二防漂电机202的推力至少可以引起双平衡质量部产生沿第一水平方向和第二水平方向上的位移。

如图4所示，第一驱动电机123的线圈阵列（第一动子）通入电流后，与磁体阵列（第一定子）作用，产生一个沿第一水平方向（X）的洛伦兹力，作用在第三导向机构128上，并通过第三导向机构128作用在运动板121上，从而推动运动板121沿第一水平方向（X）发生位移；同时，洛伦兹力的反力作用于第一平衡质量部17上，并通过第一平衡质量部17带动第二平衡质量部18一起沿第一水平方向（X）的与运动板121运动方向相反的方向发生位移。

其中，第一平衡质量部17沿第一水平方向（X）发生偏离中心平衡点位置的位移，触发第一防漂单元19的应激反应，导致第一弹性机构191中的弹性体的压缩量或伸长量发生变化，产生一个与第一平衡质量部17的偏移方向相反方向的推力，引起第一平衡质量部17发生向中心平衡点位置运动回复的趋势；与此同时，第一防漂电机192的线圈阵列（动子）通入电流，与磁体阵列（定子）作用，产生一个沿第一水平方向（X）的洛伦兹力，作用在第一质量件171上，推动第一平衡质量部17产生向中心平衡点位置的缓慢地运动回复趋势，缓缓阻止第一平衡质量部17的进一步偏离位移，或缓缓推动第一平衡质量部17向中心平衡点位置的回复运动。

如图5所示，第二驱动电机124的线圈阵列（第二动子）通入电流后，与磁体阵列（第二定子）作用，产生一个沿第二水平方向（Y）的洛伦兹力，作用在第四导向机构127上，并通过第四导向机构127作用在运动板121上，从而推动运动板121沿第二水平方向（Y）发生位移；同时，洛伦兹力的反力作用于第二平衡质量部18上，推动第二平衡质量部18沿第二水平方向（Y）的与运动板121相反的方向发生位移。

其中，第二平衡质量部18沿第二水平方向（Y）发生偏离中心平衡点位置的位移，触发第二防漂单元20的应激反应，导致第二弹性机构201中的弹性体的压缩量或伸长量发生变化，产生一个与第二平衡质量部18的偏移方向相反方向的推力，引起第二平衡质量部18发生向中心平衡点位置运动回复的趋势；与此同时，第二防漂电机202的线圈阵列（动子）通入电流，与磁体阵列（定子）作用，产生一个沿第二水平方向（Y）的洛伦兹力，作用在第二质量件181上，推动第二平衡质量部18产生向中心平衡点位置的缓慢地运动回复趋势，缓缓阻止第二平衡质量部18的进一步偏离位移，或缓缓推动第二平衡质量部18向中心平衡点位置的回复运动。

在该方案中，通过第一平衡质量部17和第二平衡质量部18的反力引导作用，根据动量守恒原理，以及第一平衡质量部17、第二平衡质量部18和运动平台12的质量比，将运动平台12的运动引起的反力冲量作用到第一平衡质量部17、第二平衡质量部18上，达到运动平台12的大行程位移的动量与第一平衡质量部17、第二平衡质量部18的小行程位移的动量相互抵消，在位移装置10的内部实现运动的反冲和缓冲的消化，极大削弱了运动平台12在第一水平方向（X）和第二水平方向（Y）上运动过程中对支撑框架11产生的振动干扰影响，提高了位移装置10整体运动的稳定性和定位精度。

为了更加清楚理解本方案以及保证使用效果，下面对本申请的位移装置中涉及的质量公式进行限定和说明。

一、沿第一水平方向上，运动平台12的运动质量为mx，沿第二水平方向上，运动平台12的运动质量为my；M1为第一质量件171的质量，M2为第二质量件181的质量；由此计算相应运动方向上的运动质量与反力引导质量的质量比，可得质量比Kx=mx：Mx，质量比Ky=my：My。

其中，针对两个平衡质量叠加的情况：沿第一水平方向上，反力引导质量Mx=M1+M2；沿第二水平方向上，反力引导质量My=M2；因此相应运动方向上的运动质量与反力引导质量的质量比为：质量比Kx=mx：Mx=mx：（M1+M2），质量比Ky=my：My=my：M2；

其中，针对两个平衡质量独立的情况：沿第一水平方向上，反力引导质量Mx=M1；沿第二水平方向上，反力引导质量My=M2；因此相应运动方向上的运动质量与反力引导质量的质量比为：质量比Kx=mx：Mx=mx：M1，质量比Ky=my：My=my：M2。

二、反力和质量关系：

Fx*t=mx*vx=Mx*Vx，Fy*t=my*vy=My*Vy，vx：Vx=1：Kx，vy：Vy=1：Ky，

其中Fx、Fy分别为第一驱动电机123、第二驱动电机124在第一水平方向、第二水平方向上的出力，t为作用时间，vx为沿第一水平方向上运动平台12的运动速度，Vx为沿第一水平方向上平衡质量部的运动速度，vy为沿第二水平方向上运动平台12的运动速度，Vy为沿第二水平方向上平衡质量部的运动速度；可得：Vx=vx*Kx，Vy=vy*Ky。

其中，针对两个平衡质量叠加的情况：沿第一水平方向上，反力引导质量Mx=M1+M2；沿第二水平方向上，反力引导质量My=M2；可得：Vx=vx*Kx=vx*mx/（M1+M2），Vy=vy*Ky=vy*my/M2。

其中，针对两个平衡质量独立的情况：沿第一水平方向上，反力引导质量Mx=M1；沿第二水平方向上，反力引导质量My=M2；可得：Vx=vx*Kx=vx*mx/M1，Vy=vy*Ky=vy*my/M2。

需要进一步说明的是，上述质量公式在本发明各个具体实施例中均适用。

在力作用到物体上时，若物体质量越大，力作用产生的加速度和速度越小；电机出力是有波动的，经过平衡质量后，产生的加速度和速度波动就小，引起的振动幅值也就小很多。因此平衡质量越大，惯性越大，减震效果越好。

本发明的实施例一属于两个质量件叠加的情况。

如图6所示，本发明的实施例二属于两个平衡质量独立的情况。在本发明的实施例二中，与实施例一不同的是，第二机械导轨182设置在支撑框架11上，第一质量件171包括第一板体和设置在第一板体上侧的两个第一支梁，两个第一支梁均沿第一水平方向延伸且相对间隔设置，第二质量件181包括第二板体和设置在第二板体下侧的第二支梁，第二支梁沿第二水平方向延伸且相对间隔设置，其中，第二板体位于两个第一支梁之间，第二支梁和第二机械导轨182连接。两个第一支梁位于第二板体两侧，且两个第一支梁与第二板体的两个侧边存在间隙；间隙的大小与第二板体发生的反力行程有关。其中，第一板体和第二板体在高度方向上有间隙。通过上述设置，第一质量件171和第二质量件181是各自独立运动的，并且在运动过程中不会发生干涉。

如图7所示，本发明的实施例三属于两个平衡质量独立的情况。在本发明的实施例三中，与实施例一不同的是，第二机械导轨182设置在支撑框架11上，支撑框架11包括底座21和设置在底座21上侧的凸台22，第一机械导轨172设置在底座21上，第二机械导轨182设置在凸台22上，第一质量件171具有第一避让孔173，凸台22穿过第一避让孔173。这样通过将第二机械导轨182设置在支撑框架11的凸台22上的方式，实现了第二质量件181直接作用于支撑框架11。通过在第一质量件171中设置第一避让孔173避免了结构干涉。此实施例中第一质量件171和第二质量件181也是各自独立运动的，并且在运动过程中不会发生干涉。

如图8，本发明的实施例四是在上述实施例的基础上增设了重力补偿部。重力补偿部设置在支撑框架11上，重力补偿部和第一平衡质量部17、第二平衡质量部18均间隔开，重力补偿部与运动平台12的下侧配合，以抵消运动平台12的至少一部分重力。通过设置重力补偿部，可抵消运动平台12的至少一部分重力，尤其是用来抵消运动板121的重力，这样可避免由于重力造成的影响，使装置的运动更加精确平稳。

具体地，如图8和图9所示，重力补偿部在实施例一的基础上增设，此方案中，第一质量件171和第二质量件181是叠加在一起的。支撑框架11包括底座21和设置在底座21上侧的凸台22，第一质量件171具有第一避让孔173，第二质量件181具有第二避让孔183，凸台22穿过第一避让孔173和第二避让孔183，重力补偿部设置在凸台22上，这样重力补偿部实现了与运动板121的关联，并且通过两个避让孔避免了重力补偿部与其他结构干涉。

在其他实施例中，重力补偿部可在实施例二的基础上增设，此种情况下第一质量件171和第二质量件181是相互独立的。或者，重力补偿部可在实施例三的基础上增设，此种情况下第一质量件171和第二质量件181也是相互独立的。

在实施例四中，具体地，重力补偿部为磁力单元34，磁力单元34包括第一磁体阵列341和第二磁体阵列342，第一磁体阵列341设置在运动板121的下侧，第二磁体阵列342设置在支撑框架11的上侧，第一磁体阵列341和第二磁体阵列342相互排斥。这样通过第一磁体阵列341和第二磁体阵列342的相互排斥对运动板121施加向上的作用力，从而抵消运动板121的重力。

其中，第二磁体阵列342沿第一水平方向（X）线性延伸；在运动平台12的整个运动过程中，第一磁体阵列341在凸台22的上表面上的投影始终与第二磁体阵列342重合，以保证第一磁体阵列341与第二磁体阵列342之间排斥力大小的稳定。

其中，凸台22的上表面优选为是和支撑框架11的底座21的上表面平行的面，并且凸台22的上表面高于底座21的上表面，这样运动板121的重心与运动平台12的驱动电机的出力距离近，控制精度更高。凸台22的上表面也可和底座21的上表面平齐或凹下去，但如平齐或凹下去，运动板121的形状就需要相应地向下延伸，这既增加了运动板121的体积和质量，又使得运动板121的重心下移；运动板121的重心一旦下移，就会远离运动平台12的驱动电机的出力点，从而影响控制的精度。

磁力单元34主要起到重力补偿的作用，通过第一磁体阵列341与第二磁体阵列342之间的排斥力作用，抵消全部或部分运动平台12尤其是运动板121的重力，降低第四导向机构127和第三导向机构128因受重力产生弯曲变形的影响，提高了运动板121运动过程中在第三方向（Z）的位置精度和稳定性。

该实施例中的重力补偿方式采用了磁力单元34，采用这种磁浮重力补偿的方式，实现了位移装置10在真空工况下的应用；同时，由于第一磁体阵列341与第二磁体阵列342之间存在着不小的磁浮间隙，因此降低了制造和安装的难度，提高了维护和使用的便利性。

如图10至图12所示，在本发明的实施例五和实施例六中，与实施例一不同的是，驱动部122采用磁浮平面电机，磁浮平面电机包括驱动磁体阵列129和驱动线圈阵列130。

其中，如图10所示，在实施例五中，驱动磁体阵列129设置在运动板121下侧，驱动线圈阵列130设置在第二质量件181上侧。在第二质量件181内可设置排管和排线装置，用于为驱动线圈阵列130供电，及在具体应用时为其他连接设备供电和供气、供水。

在本实施例中，磁浮平面电机的驱动线圈阵列130中通入电流后，与驱动磁体阵列129作用，分别产生沿第一水平方向（X）和第二水平方向（Y）的洛伦兹力，以及沿第三方向（Z）的洛伦兹力；沿第一水平方向（X）和第二水平方向（Y）的洛伦兹力，反作用在运动板121上，引起运动板121及其负载分别沿第一水平方向（X）和第二水平方向（Y）发生位移，沿第三方向（Z）的洛伦兹力，反作用在运动板121上，支撑运动板121及其负载的重力；沿第一水平方向（X）和第二水平方向（Y）的洛伦兹力，作用在第二平衡质量部18上，引起第二平衡质量部18带动第一平衡质量部17沿第一水平方向（X）与运动板121反方向发生位移，以及引起第二平衡质量部18沿第二水平方向（Y）与运动板121反方向发生位移。

如图11和图12所示，在实施例六中，与实施例五不同的是，驱动磁体阵列129设置在第二质量件181上侧，驱动线圈阵列130设置在运动板121下侧。并且，位移装置还包括双线缆台组件，双线缆台组件包括第一线缆台13、第二线缆台14、横梁15和导向块155；其中，第一线缆台13包括第三驱动电机，第一排线137和第一排管138，第三驱动电机包括相互配合的第三定子和第三动子131，第三定子设置在第一质量件171上，第三定子沿第一水平方向延伸，第三动子131和横梁15的一端连接，第一排线137和第一排管138的一端均和第三动子131连接，第一排线137和第一排管138的另一端均和运动板121的一侧连接；第二线缆台14包括第四驱动电机，第二排线147和第二排管148，第四驱动电机包括相互配合的第四定子和第四动子，第四定子设置在第一质量件171上，第四定子沿第一水平方向延伸，第四动子和横梁15的另一端连接，第二排线147和第二排管148的一端均和第四动子连接，第二排线147和第二排管148的另一端均和运动板121的另一侧连接；横梁15沿第二水平方向延伸，横梁15具有导槽，导向块155可滑动地设置在导槽内，导向块155和运动板121连接。

其中，双线缆台组件整体配合用于供电、气、水，并对运动平台12提供Y向的导向作用，并且，可对运动平台12提供Z、X、Rx方向的安全限位。具体地，排线用于供电，排管用于供气和供水；供电的对象为第一线缆台13、第二线缆台14的驱动电机、以及驱动线圈阵列130等其他需要供电的装置。

在本实施例中，磁浮平面电机的驱动线圈阵列130中通入电流后，与驱动磁体阵列129作用，分别产生沿第一水平方向（X）和第二水平方向（Y）的洛伦兹力，以及沿第三方向（Z）的洛伦兹力；沿第一水平方向（X）和第二水平方向（Y）的洛伦兹力，作用在运动板121上，引起运动板121及其负载分别沿第一水平方向（X）和第二水平方向（Y）发生位移，沿第三方向（Z）的洛伦兹力，作用在运动板121上，支撑运动板121及其负载的重力；沿第一水平方向（X）和第二水平方向（Y）的洛伦兹力的反力，作用在第二平衡质量部18上，引起第二平衡质量部18带动第一平衡质量部17沿第一水平方向（X）与运动板121反方向发生位移，以及引起第二平衡质量部18沿第二水平方向（Y）与运动板121反方向发生位移。

其中，磁浮平面电机产生的力是可以控制的，不同方向的既可以同时产生，也可以一次产生一个或两个；其中X、Y方向是相对大的行程，其他四个自由度是小的行程微调。

并且，双线缆台组件在第一线缆台13、第二线缆台14的驱动电机的驱动下跟随运动平台12沿第一水平方向（X）运动的过程中，第一线缆台13、第二线缆台14的驱动电机的驱动力的反力作用在第一平衡质量部17上，引起第一平衡质量部17带动第二平衡质量部18沿第一水平方向（X）与运动板121反方向发生位移；这样从第一水平方向（X）上看，双线缆台组件跟随运动平台12运动，双线缆台组件充当运动质量，第一平衡质量部17和第二平衡质量部18一起充当反力引导质量。

实施例五和实施例六相比，实施例五无需设置为运动平台12拖曳排管排线的线缆台组件，而可通过在第二质量件181内部设置排管和排线的方式解决供电和供气的问题，这样一定程度上简化了位移装置10的结构空间布局，可以使得结构设计布置得更加紧凑。

此外，在另一未图示出的实施例中，双线缆台组件中第一线缆台13、第二线缆台14的一侧也可以分别连接在第二平衡质量部18的第二质量件181上，这样，双线缆台组件跟随运动平台12沿第一水平方向（X）运动的过程中，第一线缆台13、第二线缆台14的驱动电机的驱动力的反力作用在第二平衡质量部18上，引起第二平衡质量部18带动第一平衡质量部17沿第一水平方向（X）与运动板121反方向发生位移；同时，沿第二水平方向（Y）的洛伦兹力的反力，引起第二平衡质量部18带动双线缆台组件沿第二水平方向（Y）与运动板121反方向发生位移，从第二水平方向（Y）上看，双线缆台组件跟随第二平衡质量部18运动，双线缆台组件和第二平衡质量部18一起充当反力引导质量；因此，该实施例与实施例六相比，双线缆台组件在第一水平方向（X）和第二水平方向（Y）上充当的角色相反。

通过本发明的上述技术方案，位移装置的双平衡质量部可以在真空工况下应用，且能够在两个运动轴上同时起到运动反力的引导作用；与现有技术相比，本发明的技术方案中，双平衡质量部既可以堆叠在一起共同起到反力引导作用，也可以相互独立布置并分别对各自运动轴起到反力引导作用。本发明提供的技术方案，通过双平衡质量的设置方式，既满足了真空工况下的应用，又能够同时在两个运动轴向上起到反力引导作用，相比现有技术，拓展了技术方案的应用范围。

并且，相比现有技术，双平衡质量部堆叠起来可以大大增加某个运动轴上的反力引导质量，提高该运动轴上的反力引导效果，或是双平衡质量部独立布置减小两个运动轴上的反力引导质量的耦合，提高该两个运动轴上的反力引导作用的相互独立性，极大地拓展了对水平向两个运动轴的行程范围的适应性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种位移装置，其特征在于，包括：

支撑框架（11）；

第一平衡质量部（17），所述第一平衡质量部（17）包括第一质量件（171）和第一机械导轨（172），所述第一机械导轨（172）设置在所述支撑框架（11）上，所述第一机械导轨（172）沿第一水平方向延伸，所述第一质量件（171）与所述第一机械导轨（172）连接以沿所述第一水平方向滑动；

第二平衡质量部（18），所述第二平衡质量部（18）包括第二质量件（181）和第二机械导轨（182），所述第二机械导轨（182）设置在所述支撑框架（11）或所述第一质量件（171）上，所述第二机械导轨（182）沿第二水平方向延伸，所述第二水平方向垂直于所述第一水平方向，所述第二质量件（181）与所述第二机械导轨（182）连接以沿所述第二水平方向滑动，其中，所述第二质量件（181）和所述第一质量件（171）间隔开；

运动平台（12），所述运动平台（12）包括驱动部（122）和运动板（121），所述驱动部（122）设置在所述第一平衡质量部（17）和/或所述第二平衡质量部（18）上，所述驱动部（122）和所述运动板（121）驱动连接，以驱动所述运动板（121）沿所述第一水平方向和所述第二水平方向中的任意一个方向运动。

2.根据权利要求1所述的位移装置，其特征在于，

所述第一机械导轨（172）包括第一导轨本体（1721）和第一滑动部（1722），所述第一滑动部（1722）可滚动或滑动地和所述第一导轨本体（1721）配合；

所述第二机械导轨（182）包括第二导轨本体（1821）和第二滑动部（1822），所述第二滑动部（1822）可滚动或滑动地和所述第二导轨本体（1821）配合；

其中，所述第一导轨本体（1721）和所述第二导轨本体（1821）的表面硬度均不小于65HRC。

3.根据权利要求1所述的位移装置，其特征在于，所述位移装置还包括：

第一防漂单元（19），所述第一防漂单元（19）包括第一防漂电机（192），所述第一防漂电机（192）设置在所述支撑框架（11）上，所述第一防漂电机（192）和所述第一质量件（171）在所述第一水平方向上的一端连接；

第二防漂单元（20），所述第二防漂单元（20）包括第二防漂电机（202），所述第二防漂电机（202）和所述第二质量件（181）在所述第二水平方向上的一端连接；

其中，所述第二机械导轨（182）设置在所述支撑框架（11）上的情况下，所述第二防漂单元（20）设置在所述支撑框架（11）上；所述第二机械导轨（182）设置在所述第一质量件（171）上的情况下，所述第二防漂单元（20）设置在所述第一质量件（171）上。

4.根据权利要求3所述的位移装置，其特征在于，

所述第一防漂单元（19）还包括第一弹性机构（191），所述第一弹性机构（191）设置在所述支撑框架（11）上，所述第一弹性机构（191）和所述第一质量件（171）在所述第一水平方向上的另一端限位配合；

所述第二防漂单元（20）还包括第二弹性机构（201），所述第二弹性机构（201）和所述第二质量件（181）在所述第二水平方向上的另一端限位配合。

5.根据权利要求1所述的位移装置，其特征在于，所述第二机械导轨（182）设置在所述第一质量件（171）上，所述第一质量件（171）包括第一板体和设置在所述第一板体上侧的两个第一支梁，两个所述第一支梁均沿所述第一水平方向延伸且相对间隔设置，所述第二机械导轨（182）安装在所述第一板体上，所述第二质量件（181）位于两个所述第一支梁之间。

6.根据权利要求1所述的位移装置，其特征在于，所述第二机械导轨（182）设置在所述支撑框架（11）上，所述第一质量件（171）包括第一板体和设置在所述第一板体上侧的两个第一支梁，两个所述第一支梁均沿所述第一水平方向延伸且相对间隔设置，所述第二质量件（181）包括第二板体和设置在所述第二板体下侧的第二支梁，所述第二支梁沿所述第二水平方向延伸且相对间隔设置，其中，所述第二板体位于两个所述第一支梁之间，所述第二支梁和所述第二机械导轨（182）连接。

7.根据权利要求1所述的位移装置，其特征在于，所述第二机械导轨（182）设置在所述支撑框架（11）上，所述支撑框架（11）包括底座（21）和设置在所述底座（21）上侧的凸台（22），所述第一机械导轨（172）设置在所述底座（21）上，所述第二机械导轨（182）设置在所述凸台（22）上，所述第一质量件（171）具有第一避让孔（173），所述凸台（22）穿过所述第一避让孔（173）。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的位移装置，其特征在于，所述位移装置还包括：

重力补偿部，设置在所述支撑框架（11）上，所述重力补偿部和所述第一平衡质量部（17）、所述第二平衡质量部（18）均间隔开，所述重力补偿部与所述运动平台（12）的下侧配合，以抵消所述运动平台（12）的至少一部分重力。

9.根据权利要求8所述的位移装置，其特征在于，所述支撑框架（11）包括底座（21）和设置在所述底座（21）上侧的凸台（22），所述第一质量件（171）具有第一避让孔（173），所述第二质量件（181）具有第二避让孔（183），所述凸台（22）穿过所述第一避让孔（173）和所述第二避让孔（183），所述重力补偿部设置在所述凸台（22）上。

10.根据权利要求1所述的位移装置，其特征在于，所述驱动部（122）包括两个第一驱动电机（123）、两个第二驱动电机（124）、两个第一导向机构（125）、两个第二导向机构（126）、第三导向机构（128）和第四导向机构（127）；其中，

两个所述第一驱动电机（123）、两个所述第一导向机构（125）均设置在所述第一质量件（171）上，两个所述第一驱动电机（123）、两个所述第一导向机构（125）均沿所述第一水平方向延伸，两个所述第一驱动电机（123）分别和所述第三导向机构（128）的两端驱动连接，两个所述第一导向机构（125）均和所述第三导向机构（128）活动连接；

两个所述第二驱动电机（124）、两个所述第二导向机构（126）均设置在所述第二质量件（181）上，两个所述第二驱动电机（124）、两个所述第二导向机构（126）均沿所述第二水平方向延伸，两个所述第二驱动电机（124）分别和所述第四导向机构（127）的两端驱动连接，两个所述第二导向机构（126）均和所述第四导向机构（127）活动连接；

所述第三导向机构（128）沿所述第二水平方向延伸，所述第三导向机构（128）和所述运动板（121）配合，以带动所述运动板（121）沿所述第一水平方向移动及在所述第二水平方向对所述运动板（121）导向；

所述第四导向机构（127）沿所述第一水平方向延伸，所述第四导向机构（127）和所述运动板（121）配合，以带动所述运动板（121）沿所述第二水平方向移动及在所述第一水平方向对所述运动板（121）导向。

11.根据权利要求10所述的位移装置，其特征在于，

所述驱动部（122）还包括连接框（41），所述运动板（121）设置在所述连接框（41）上；

所述第一导向机构（125）和所述第二导向机构（126）均为机械导轨；

所述第三导向机构（128）包括第一导梁（42）和设置在所述第一导梁（42）上的第三机械导轨（43），所述第一导梁（42）和所述第三机械导轨（43）均穿过所述连接框（41），所述第三机械导轨（43）和所述连接框（41）活动连接；

所述第四导向机构（127）和所述第三导向机构（128）在竖直方向间隔开，所述第四导向机构（127）包括第二导梁（44）和设置在所述第二导梁（44）上的第四机械导轨（45），所述第二导梁（44）和所述第四机械导轨（45）均穿过所述连接框（41），所述第四机械导轨（45）和所述连接框（41）活动连接；

所述第一驱动电机（123）包括相互配合的第一定子和第一动子，所述第一定子设置在所述第一质量件（171）上，所述第一动子和所述第一导梁（42）的端部驱动连接；

所述第二驱动电机（124）包括相互配合的第二定子和第二动子，所述第二定子设置在所述第二质量件（181）上，所述第二动子和所述第二导梁（44）的端部驱动连接。

12.根据权利要求1所述的位移装置，其特征在于，所述驱动部（122）包括磁浮平面电机，所述磁浮平面电机包括驱动磁体阵列（129）和驱动线圈阵列（130）；其中，

所述驱动磁体阵列（129）设置在所述第二质量件（181）上侧，所述驱动线圈阵列（130）设置在所述运动板（121）下侧；或，

所述驱动磁体阵列（129）设置在所述运动板（121）下侧，所述驱动线圈阵列（130）设置在所述第二质量件（181）上侧。

13.根据权利要求12所述的位移装置，其特征在于，所述驱动磁体阵列（129）设置在所述第二质量件（181）上侧，所述驱动线圈阵列（130）设置在所述运动板（121）下侧，所述位移装置还包括双线缆台组件，所述双线缆台组件包括第一线缆台（13）、第二线缆台（14）、横梁（15）和导向块（155）；其中，

所述第一线缆台（13）包括第三驱动电机，第一排线（137）和第一排管（138），所述第三驱动电机包括相互配合的第三定子和第三动子（131），所述第三定子设置在所述第一质量件（171）上，所述第三定子沿所述第一水平方向延伸，所述第三动子（131）和所述横梁（15）的一端连接，所述第一排线（137）和所述第一排管（138）的一端均和所述第三动子（131）连接，所述第一排线（137）和所述第一排管（138）的另一端均和所述运动板（121）的一侧连接；

所述第二线缆台（14）包括第四驱动电机，第二排线（147）和第二排管（148），所述第四驱动电机包括相互配合的第四定子和第四动子，所述第四定子设置在所述第一质量件（171）上，所述第四定子沿所述第一水平方向延伸，所述第四动子和所述横梁（15）的另一端连接，所述第二排线（147）和所述第二排管（148）的一端均和所述第四动子连接，所述第二排线（147）和所述第二排管（148）的另一端均和所述运动板（121）的另一侧连接；

所述横梁（15）沿所述第二水平方向延伸，所述横梁（15）具有导槽，所述导向块（155）可滑动地设置在所述导槽内，所述导向块（155）和所述运动板（121）连接。

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