CN114724618B - 三轴运动台 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种三轴运动台，包括：基台；气浮座组件，设置在基台上方与基台之间形成第一气浮间隙；第一运动组件，至少部分沿第一方向可运动地设置于基台且连接至气浮座组件，以带动气浮座组件沿平行于基台的第一方向运动；第二运动组件，至少部分沿第二方向可运动地设置于第一运动组件且连接至气浮座组件，以带动气浮座组件沿平行于基台的第二方向运动；第三运动组件，至少部分沿垂直于基台的第三方向可运动地设置于气浮座组件且连接至待定位部件，以带动待定位部件沿第三方向运动；其中，第一运动组件、第二运动组件和气浮座组件沿平行于基台的方向依次布置，以解决现有技术中的三轴运动台在竖直方向上需要占用大量的高度空间的问题。

Description

三轴运动台

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，具体而言，涉及一种三轴运动台。

背景技术

在现有技术中的三轴运动台在三个方向的运动均是通过丝杠+机械导轨+步进电机的组合结构来实现的，其包括水平方向上的两个移动组件和竖直方向上的一个移动组件，以共同对镜头平台进行定位。

上述的三轴运动台至少存在如下问题：

（1）其整体上所需空间较大，尤其是在竖直方向上运动的丝杠+机械导轨+步进电机的设置，需要占用大量的高度空间。

（2）由于采用了丝杠+机械导轨进行导向传动，因此对整个镜头平台的安装面的精度要求较高。

（3）三轴运动台依次叠加了三套丝杠+机械导轨+步进电机组件，在水平方向上的两个移动组件的移动动作会对竖直方向上的移动组件的移动精度产生影响，从而导致三轴运动台对镜头平台的定位精度较差。

（4）当镜头在两个水平方向上移动时，随着水平方向上的两个移动组件的位置的变化，三个移动组件中任意两个的重心的相对位置均无法避免地会产生较大的偏移，导致三轴运动台的丝杠、导轨等部件发生机械形变，从而影响了三轴台对镜头平台在各个方向上的定位精度。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种三轴运动台，以解决现有技术中的三轴运动台在竖直方向上需要占用大量的高度空间的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种三轴运动台，包括：基台；气浮座组件，气浮座组件设置在基台上方且与基台之间形成第一气浮间隙，以在平行于基台的预定平面内可运动地设置；第一运动组件，第一运动组件至少部分沿平行于基台的第一方向可运动地设置在基台上且连接至气浮座组件，以带动气浮座组件沿第一方向运动；第二运动组件，第二运动组件至少部分沿平行于基台的第二方向可运动地设置在第一运动组件上且连接至气浮座组件，以带动气浮座组件沿第二方向运动；第三运动组件，第三运动组件至少部分沿垂直于基台的第三方向可运动地设置于气浮座组件上且连接至待定位部件，以带动待定位部件沿第三方向运动；其中，第一运动组件、第二运动组件和气浮座组件沿平行于基台的方向依次布置。

进一步地，第二运动组件包括第二运动块、第二连接块和气浮垫块，第二运动块沿第二方向可运动地设置在第二连接块上方，第二运动块连接至气浮座组件，第二连接块固定连接至第一运动组件；气浮垫块与第二运动块连接且位于第二运动块下方，气浮垫块设置在第二连接块远离气浮座组件的一侧；其中，气浮座组件、第二运动块和气浮垫块共同围成用于容纳第二连接块的容纳空间；第二连接块为气浮滑块，第二连接块靠近基台的一侧与基台之间间隔设置；第二连接块靠近气浮座组件的一侧的第一侧面为第一气浮面，第一气浮面与气浮座组件之间形成第二气浮间隙；第二连接块远离气浮座组件的一侧的第二侧面为第二气浮面，第二气浮面与气浮垫块之间形成第三气浮间隙。

进一步地，第二运动组件还包括第二驱动部件，第二驱动部件包括可相对运动的第二电机动子和第二电机定子，第二电机动子相对于第二运动块固定，第二电机定子相对于第二连接块固定，以驱动第二运动块相对于第二连接块沿第二方向运动。

进一步地，第一运动组件包括沿第一方向可运动地设置在基台上的第一运动块和第一驱动部件，第一驱动部件包括可相对运动的第一电机动子和第一电机定子，第一电机动子相对于第一运动块固定，第一电机定子相对于基台固定，以驱动第一运动块相对于基台沿第一方向运动。

进一步地，第一运动组件包括：第一连接块，第一连接块设置在基台上，第一电机定子通过第一连接块固定在基台上；和/或第一导轨，第一导轨设置在基台上且沿第一方向延伸，第一运动块与第一导轨滑动连接，以使第一运动块相对于基台可运动地设置，并对第一运动块的运动进行导向。

进一步地，气浮座组件包括：气浮底座，气浮底座可运动地设置在基台上方且与基台之间形成第一气浮间隙；安装部，安装部与气浮底座连接且位于气浮底座上方，以用于安装第三运动组件。

进一步地，安装部包括背板和分别位于背板的相对两侧的两个侧板，以共同围成用于容纳第三运动组件的安装空间。

进一步地，第三运动组件包括用于安装待定位部件的安装梁；第三运动组件还包括：第三导向部件，设置在安装梁和安装部之间，以对安装梁的运动进行导向；和/或第三驱动部件，设置在气浮座组件上且与安装梁驱动连接，以驱动安装梁沿第三方向运动。

进一步地，第三运动组件包括重力补偿装置，重力补偿装置设置在安装梁和气浮座组件之间，以减轻第三驱动部件的负载。

进一步地，重力补偿装置为磁悬浮弹簧。

进一步地，第三运动组件还包括：底部垫块，底部垫块设置在气浮座组件上且位于第三驱动部件下方；钢球，钢球位于第三驱动部件和底部垫块之间；其中，底部垫块的上侧设置有用于容纳钢球的一部分体积的钢球容纳槽，第三驱动部件的下侧设置有与钢球的部分外表面相配合的曲面槽。

应用本发明的技术方案，本发明的三轴运动台采用气浮座组件来承载用于与待定位部件连接的第三运动组件，气浮座组件与基台之间始终保持第一气浮间隙，消除了气浮座组件在运动时因与基台接触而产生的摩擦力，保证了气浮座组件的运动的平滑性，减小了带动气浮座组件运动所需的驱动力，并将第一运动组件、第二运动组件和气浮座组件沿平行于基台的台面的方向依次布置，实现了对三轴运动台的结构的简化，解决了现有技术中的三轴运动台在竖直方向上需要占用大量的高度空间的问题；同时，第二运动组件在实现第一运动组件与气浮座组件的连接的同时，采用了气浮滑块作为第二连接块，使得第二连接块的两侧分别形成第二气浮间隙和第三气浮间隙，即第二连接块和第二运动块与气浮座组件之间均没有机械接触，第二连接块和第一运动块的相对运动不会影响气浮座组件的位置精度，即在本发明中，第一运动组件和第二运动组件因外部干扰震动而产生的在Z方向上的运动不会影响第三运动组件在Z方向的运动精度，解决了现有技术中的用在半导体制造技术领域中的三轴运动台的定位精度较差的问题。

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示出了根据本发明的三轴运动台的实施例的结构示意图；

图2示出了图1所示的三轴运动台的实施例的主视图；

图3示出了图1所示的三轴运动台的气浮座组件在一个方向的结构示意图；

图4示出了图1所示的三轴运动台的气浮座组件在另一个方向的结构示意图；

图5示出了图1所示的三轴运动台的第一运动组件的结构示意图；

图6示出了图1所示的三轴运动台的第二运动组件在一个方向的结构示意图；

图7示出了图1所示的三轴运动台的第二运动组件在另一个方向的结构示意图；

图8示出了图1所示的三轴运动台在第二运动组件处的局部放大图；

图9示出了图1所示的三轴运动台的第三运动组件的结构示意图；

图10示出了图9所示的三轴运动台的第三运动组件的后视图；

图11示出了图9所示的三轴运动台的第三运动组件的一侧的局部放大图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、基台；

2、气浮座组件；21、气浮底座；211、容纳槽；212、安装面；213、底座卸压槽；214、底座负压槽；215、底部垫块安装槽；22、安装部；221、背板；222、侧板；223、第三滑块安装槽；224、第三传感器安装槽；

3、第一运动组件；31、第一运动块；32、第一电机动子；33、第一连接块；34、第一电机定子；35、第一导轨；36、第一传感器；

4、第二运动组件；41、第二运动块；42、第二电机动子；43、气浮垫块；44、第二连接块；441、第二电机定子安装槽；442、滑块负压槽；443、滑块卸压槽；45、第二电机定子；46、第二传感器；

5、第三运动组件；51、安装梁；52、第三导向部件；521、第三导轨；522、第三滑块；53、第三驱动部件；54、重力补偿装置；55、底部垫块；56、钢球；57、第三传感器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图11所示，本发明提供了一种三轴运动台，包括：基台1；气浮座组件2，气浮座组件2设置在基台1上方且与基台1之间形成第一气浮间隙，以在平行于基台1的预定平面内可运动地设置；第一运动组件3，第一运动组件3至少部分沿第一方向可运动地设置在基台1上且连接至气浮座组件2，以带动气浮座组件2沿平行于基台1的第一方向运动；第二运动组件4，第二运动组件4至少部分沿平行于基台1的第二方向可运动地设置在第一运动组件3上且连接至气浮座组件2，以带动气浮座组件2沿第二方向运动；第三运动组件5，第三运动组件5至少部分沿垂直于基台1的第三方向可运动地设置于气浮座组件2上且连接至待定位部件，以带动待定位部件沿第三方向运动；其中，第一运动组件3、第二运动组件4和气浮座组件2沿平行于基台1的方向依次布置。

本发明的三轴运动台采用气浮座组件2来承载用于与待定位部件连接的第三运动组件5，气浮座组件2与基台1之间始终保持第一气浮间隙，消除了气浮座组件2在运动时因与基台1接触而产生的摩擦力，保证了气浮座组件2的运动的平滑性，减小了带动气浮座组件2运动所需的驱动力，并将第一运动组件3、第二运动组件4和气浮座组件2沿平行于基台1的台面的方向依次布置，实现了对三轴运动台的结构的简化，解决了现有技术中的三轴运动台在竖直方向上需要占用大量的高度空间的问题。

在实际应用中，第一气浮间隙的大小可以根据载荷进行设计。

本发明的“预定平面”是指气浮座组件2的用于与基台1之间形成第一气浮间隙的下表面所在的平面。

本发明的第一方向和第二方向均平行于基台1的台面，且第一方向和第二方向相互垂直。

对于“第一运动组件3、第二运动组件4和气浮座组件2沿平行于基台1的方向依次布置”来说，这里的“平行于基台1的方向”可以为平行于基台1的台面的任意方向。

如图1所示的实施例，第一运动组件3、第二运动组件4和气浮座组件2沿平行于基台1的第一方向依次布置。

可选地，本发明的待定位部件可以为镜头，也可以为载物台、工件台等需要在三个方向上进行运动的部件。

如图1所示，第一方向为Y方向，第二方向为X方向，第三方向为Z方向。

具体地，基台1的台面平行于水平面，第一方向和第二方向均为水平方向，第三方向为竖直方向，且第一方向和第二方向相互垂直。

如图1、图2和图5所示，第一运动组件3包括沿第一方向可运动地设置在基台1上的第一运动块31和第一驱动部件，其中，第一驱动部件包括可相对运动的第一电机动子32和第一电机定子34，第一电机动子32相对于第一运动块31固定，第一电机定子34相对于基台1固定，即第一电机动子32与第一运动块31固定连接，第一电机定子34与基台1固定连接，以驱动第一运动块31相对于基台1沿第一方向运动。

具体地，第一运动组件3包括：第一连接块33，第一连接块33设置在基台1上，第一电机定子34通过第一连接块33固定在基台1上；和/或，第一导轨35，第一导轨35设置在基台1上且沿第一方向延伸，第一运动块31与第一导轨35滑动连接，以使第一运动块31相对于基台1可运动地设置，以通过第一导轨35对第一运动块31的运动进行导向。

可选地，第一导轨35可以为气浮导轨，也可以为机械导轨。

如图1至图4以及图6至图8所示，第二运动组件4包括与气浮座组件2连接的第二运动块41和第二连接块44，第二连接块44与第一运动块31固定连接且与第二运动块41可相对运动地连接；第二运动组件4还包括第二驱动部件，第二驱动部件包括可相对运动的第二电机动子42和第二电机定子45，第二电机动子42相对于第二运动块41固定，第二电机定子45相对于第二连接块44固定，即第二电机动子42与第二运动块41固定连接，第二电机定子45与第二连接块44固定连接，以驱动第二运动块41相对于第二连接块44沿第二方向运动。

如此，当第二驱动部件驱动第二运动块41相对于第二连接块44沿第二方向运动时，第二运动块41可带动气浮座组件2沿第二方向运动，即实现了本发明的三轴台在X方向上的运动；当第一驱动部件驱动第一运动块31相对于基台1沿第一方向运动时，第一运动块31可带动第二运动组件4沿第一方向运动，进而带动气浮座组件2沿第一方向运动，即实现了本发明的三轴台在Y方向上运动。

如图1所示，第二运动块41上设置有第二电机动子安装槽，第二电机动子42的一部分安装在第二电机动子安装槽内，第二电机动子42的另一部分朝向第二电机定子45设置。

如图6和图7所示，第二连接块44上设置有第二电机定子安装槽441，第二电机定子45安装在第二电机定子安装槽441内。

具体地，第二连接块44为位于第二运动块41下方的气浮滑块，第二运动组件4包括与第二运动块41连接且位于第二运动块41下方的气浮垫块43，气浮垫块43设置在第二连接块44远离气浮座组件2的一侧；其中，气浮座组件2、第二运动块41和气浮垫块43共同围成用于容纳第二连接块44的容纳空间。

如图1、图3和图8所示，第二连接块44为沿第二方向延伸的条形块，气浮垫块43为多个，多个气浮垫块43沿第二方向依次间隔布置。

其中，第二连接块44靠近基台1的一侧表面与基台1之间间隔设置，为保证第一运动块31和第二连接块44与基台1之间的相对运动，第一运动块31和第二连接块44与基台1之间的最小距离大于第一导轨35的高度；第二连接块44靠近气浮座组件2的一侧的第一侧面为第一气浮面，第一气浮面与气浮座组件2之间形成第二气浮间隙；第二连接块44远离气浮座组件2的一侧的第二侧面均为第二气浮面，第二气浮面与气浮垫块43之间形成第三气浮间隙。这样，第二连接块44和第二运动块41、气浮垫块43以及气浮座组件2之间均没有机械接触，第二连接块44和第一运动块31的运动不会影响气浮座组件2的位置精度，即在本发明中，第一运动组件3和第二运动组件4因外部干扰震动而产生的在Z方向上运动不会影响气浮座组件2上的第三运动组件5在Z方向上的运动精度，解决了现有技术中的用在半导体制造技术领域中的三轴运动台的定位精度较差的问题。

如图7所示，第二气浮面上设置有多个出气孔，以通过多个出气孔向气浮座组件2吹气，以通过气浮座组件2对气体的反作用力使第二连接块44与气浮座组件2之间形成第二气浮间隙；第三气浮面上设置有多个出气孔，以通过多个出气孔向气浮垫块43吹气，以通过气浮垫块43对气体的反作用力使第二连接块44与气浮垫块43之间形成第三气浮间隙。

如图7所示，第二气浮面上还间隔设置有多个滑块负压槽442；多个滑块负压槽442中的每两个为一组，至少一组滑块负压槽442之间还设置有滑块卸压槽443。

这样，将第二连接块44设置为气浮滑块，使得第一运动组件3和第二运动组件4的移动动作不会对气浮座组件2上的第三运动组件5和待定位部件在第三方向上的运动精度产生影响，提高了三轴运动台对待定位部件的定位精度，降低了对第一运动组件3和第二运动组件4的各个零部件的加工精度的要求。

如图1至图4所示，气浮座组件2包括：气浮底座21，气浮底座21可运动地设置在基台1上方且与基台1之间形成第一气浮间隙；安装部22，安装部22与气浮底座21连接且位于气浮底座21上方，以用于安装第三运动组件5。

如图3所示，气浮底座21靠近第二运动块41的一侧设置有安装面212，第二运动块41固定安装在安装面212上。

如图4所示，气浮底座21的靠近基台1的一侧表面为底座气浮面，底座气浮面上设置有多个出气孔，以通过多个出气孔向基台1吹气，以通过基台1对气体的反作用力使气浮底座21与基台1之间形成第一气浮间隙。

如图4所示，底座气浮面上间隔设置有多个底座负压槽214；多个底座负压槽214中的每两个为一组，至少一组底座负压槽214之间还设置有底座卸压槽213。

如图3和图4所示，安装部22包括背板221和分别位于背板221的相对两侧的两个侧板222，以共同围成用于容纳第三运动组件5的安装空间，第三运动组件5在安装部22的安装空间内可运动地设置。

如图1至图4以及图9至图11所示，第三运动组件5包括用于安装待定位部件的安装梁51；第三运动组件5还包括：第三导向部件52，设置在安装梁51和安装部22之间，以对安装梁51的运动进行导向；和/或第三驱动部件53，设置在气浮座组件2上且与安装梁51驱动连接，以驱动安装梁51沿第三方向运动，即实现了本发明的三轴台在Z方向上的运动。

可选地，第三导向部件52可以为气浮导向部件，也可以为机械导向部件。

如图9和图10所示的实施例，第三导向部件52为机械导向部件，第三导向部件52包括沿第三方向滑动连接的第三导轨521和第三滑块522，第三滑块522与安装部22的背板221固定连接，第三导轨521与安装梁51固定连接，第三导轨521通过第三滑块522与安装部22之间可相对运动地连接。

如图3所示，背板221上设置有第三滑块安装槽223，第三滑块522安装在第三滑块安装槽223的槽底面上。

具体地，第三驱动部件53为直线电机，也叫杆式电机，第三驱动部件53的输出杆与安装梁51连接，以带动安装梁51沿第三方向往复运动。

如图9至图11所示，第三运动组件5包括重力补偿装置54，重力补偿装置54设置在安装梁51和气浮座组件2之间，以减轻第三驱动部件53的负载，从而使第三驱动部件53能够以较小的驱动力驱动质量较大的安装梁51及其上的待定位部件运动，从而能够使用驱动力较小的第三驱动部件53，降低了三轴运动台的生产制造成本，同时有助于进一步提高三轴运动台的运动精度。

如图10所示，安装梁51的分别靠近两个侧板222的相对两侧均设置有一组重力补偿装置54，以共同减轻第三驱动部件53的负载。

优选地，重力补偿装置54为磁悬浮弹簧。

如图11所示，第三方向为竖直方向，第三运动组件5还包括：底部垫块55，底部垫块55设置在气浮座组件2的气浮底座21上且位于第三驱动部件53下方；钢球56，钢球56位于第三驱动部件53和底部垫块55之间；其中，底部垫块55的上侧设置有用于容纳钢球56的一部分体积的钢球容纳槽，第三驱动部件53的下侧设置有与钢球56的部分外表面相配合的曲面槽。

这样，气浮座组件2通过底部垫块55和钢球56为第三驱动部件53提供支撑力，以使第三驱动部件53能够驱动安装梁51上下往复运动，第三驱动部件53与钢球56的上半部分之间为曲面接触，增加了对第三驱动部件53的支撑面积，降低了支撑力对第三驱动部件53的下表面的损伤；同时，第三驱动部件53对钢球56的作用力会首先传递到底部垫块55上，且底部垫块55与气浮座组件2之间的接触面积较大，避免了钢球56因与气浮座组件2直接接触而损伤气浮座组件2。

如图3所示，气浮底座21远离基台1的一侧设置有用于容纳第三运动组件5的部分的容纳槽211，容纳槽211的槽底面上设置有底部垫块安装槽215，底部垫块55安装在底部垫块安装槽215内，以降低三轴运动台的整体高度。

本发明的三轴运动台还包括：第一传感器36，第一传感器36设置在基台1或第一运动组件3上，以用于检测第一运动组件3与基台1之间的相对位置信息，第一传感器36与三轴运动台的控制器连接，以向控制器反馈待定位部件在第一方向上的实时位置；和/或，第二传感器46，第二传感器46设置在第一运动组件3或第二运动组件4或气浮座组件2上，以用于检测第二运动组件4和第一运动组件3之间的相对位置信息，第二传感器46与三轴运动台的控制器连接，以向控制器反馈待定位部件在第二方向上的实时位置；和/或，第三传感器57，第三传感器57设置在第三运动组件5或气浮座组件2上，以用于检测第三运动组件5和气浮座组件2之间的相对位置信息，第三传感器57与三轴运动台的控制器连接，以向控制器反馈待定位部件在第三方向上的实时位置。

如图5所示，第一传感器36安装在第一运动组件3的第一连接块33上。

如图1所示，第二传感器46安装在第二运动组件4的第二运动块41上。

如图1和图3所示，安装部22的侧板222的靠近安装空间的一侧设置有第三传感器安装槽224，第三传感器57安装在第三传感器安装槽224内。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本发明的三轴运动台采用气浮座组件2来承载用于与待定位部件连接的第三运动组件5，气浮座组件2与基台1之间始终保持第一气浮间隙，消除了气浮座组件2在运动时因与基台1接触而产生的摩擦力，保证了气浮座组件2的运动的平滑性，减小了带动气浮座组件2运动所需的驱动力，并将第一运动组件3、第二运动组件4和气浮座组件2沿平行于基台1的台面的方向依次布置，实现了对三轴运动台的结构的简化，解决了现有技术中的三轴运动台在竖直方向上需要占用大量的高度空间的问题；同时，第二运动组件在实现第一运动组件与气浮座组件的连接的同时，采用了气浮滑块作为第二连接块，使得第二连接块的两侧分别形成第二气浮间隙和第三气浮间隙，即第二连接块和第一运动块与气浮座组件之间均没有机械接触，第二连接块和第一运动块的运动不会影响气浮座组件的位置精度，即本发明中，第一运动组件和第二运动组件因外部干扰震动而产生的Z方向运动不会影响第三运动组件在Z方向的运动精度，解决了现有技术中的用在半导体制造技术领域中的三轴运动台的定位精度较差的问题。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

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 (10)

1.一种三轴运动台，其特征在于，包括：

基台（1）；

气浮座组件（2），所述气浮座组件（2）设置在所述基台（1）上方且与所述基台（1）之间形成第一气浮间隙，以在平行于所述基台（1）的预定平面内可运动地设置；

第一运动组件（3），所述第一运动组件（3）至少部分沿平行于所述基台（1）的第一方向可运动地设置在所述基台（1）上且连接至所述气浮座组件（2），以带动所述气浮座组件（2）沿所述第一方向运动；

第二运动组件（4），所述第二运动组件（4）至少部分沿平行于所述基台（1）的第二方向可运动地设置在所述第一运动组件（3）上且连接至所述气浮座组件（2），以带动所述气浮座组件（2）沿所述第二方向运动；

第三运动组件（5），所述第三运动组件（5）至少部分沿垂直于所述基台（1）的第三方向可运动地设置于所述气浮座组件（2）上且连接至待定位部件，以带动所述待定位部件沿所述第三方向运动；

其中，所述第一运动组件（3）、所述第二运动组件（4）和所述气浮座组件（2）沿平行于所述基台（1）的方向依次布置；

所述第二运动组件（4）包括第二运动块（41）、第二连接块（44）和气浮垫块（43），所述第二运动块（41）沿所述第二方向可运动地设置在所述第二连接块（44）上方，所述第二运动块（41）连接至所述气浮座组件（2），所述第二连接块（44）固定连接至所述第一运动组件（3）；所述气浮垫块（43）与所述第二运动块（41）连接且位于所述第二运动块（41）下方，所述气浮垫块（43）设置在所述第二连接块（44）远离所述气浮座组件（2）的一侧；

其中，所述气浮座组件（2）、所述第二运动块（41）和所述气浮垫块（43）共同围成用于容纳所述第二连接块（44）的容纳空间；

所述第二连接块（44）为气浮滑块，所述第二连接块（44）靠近所述基台（1）的一侧与所述基台（1）之间间隔设置；所述第二连接块（44）靠近所述气浮座组件（2）的一侧的第一侧面为第一气浮面，所述第一气浮面与所述气浮座组件（2）之间形成第二气浮间隙；所述第二连接块（44）远离所述气浮座组件（2）的一侧的第二侧面为第二气浮面，所述第二气浮面与所述气浮垫块（43）之间形成第三气浮间隙。

2.根据权利要求1所述的三轴运动台，其特征在于，所述第二运动组件（4）还包括第二驱动部件，所述第二驱动部件包括可相对运动的第二电机动子（42）和第二电机定子（45），所述第二电机动子（42）相对于所述第二运动块（41）固定，所述第二电机定子（45）相对于所述第二连接块（44）固定，以驱动所述第二运动块（41）相对于所述第二连接块（44）沿所述第二方向运动。

3.根据权利要求1所述的三轴运动台，其特征在于，所述第一运动组件（3）包括沿第一方向可运动地设置在所述基台（1）上的第一运动块（31）和第一驱动部件，所述第一驱动部件包括可相对运动的第一电机动子（32）和第一电机定子（34），所述第一电机动子（32）相对于所述第一运动块（31）固定，所述第一电机定子（34）相对于所述基台（1）固定，以驱动所述第一运动块（31）相对于所述基台（1）沿所述第一方向运动。

4.根据权利要求3所述的三轴运动台，其特征在于，所述第一运动组件（3）包括：

第一连接块（33），所述第一连接块（33）设置在所述基台（1）上，所述第一电机定子（34）通过所述第一连接块（33）固定在所述基台（1）上；和/或

第一导轨（35），所述第一导轨（35）设置在所述基台（1）上且沿所述第一方向延伸，所述第一运动块（31）与所述第一导轨（35）滑动连接，以使所述第一运动块（31）相对于所述基台（1）可运动地设置，并对所述第一运动块（31）的运动进行导向。

5.根据权利要求1所述的三轴运动台，其特征在于，所述气浮座组件（2）包括：

气浮底座（21），所述气浮底座（21）可运动地设置在所述基台（1）上方且与所述基台（1）之间形成所述第一气浮间隙；

安装部（22），所述安装部（22）与所述气浮底座（21）连接且位于所述气浮底座（21）上方，以用于安装所述第三运动组件（5）。

6.根据权利要求5所述的三轴运动台，其特征在于，所述安装部（22）包括背板（221）和分别位于所述背板（221）的相对两侧的两个侧板（222），以共同围成用于容纳所述第三运动组件（5）的安装空间。

7.根据权利要求5所述的三轴运动台，其特征在于，所述第三运动组件（5）包括用于安装所述待定位部件的安装梁（51）；所述第三运动组件（5）还包括：

第三导向部件（52），设置在所述安装梁（51）和所述安装部（22）之间，以对所述安装梁（51）的运动进行导向；和/或

第三驱动部件（53），设置在所述气浮座组件（2）上且与所述安装梁（51）驱动连接，以驱动所述安装梁（51）沿所述第三方向运动。

8.根据权利要求7所述的三轴运动台，其特征在于，所述第三运动组件（5）包括重力补偿装置（54），所述重力补偿装置（54）设置在所述安装梁（51）和所述气浮座组件（2）之间，以减轻所述第三驱动部件（53）的负载。

9.根据权利要求8所述的三轴运动台，其特征在于，所述重力补偿装置（54）为磁悬浮弹簧。

10.根据权利要求7所述的三轴运动台，其特征在于，所述第三运动组件（5）还包括：

底部垫块（55），所述底部垫块（55）设置在所述气浮座组件（2）上且位于所述第三驱动部件（53）下方；

钢球（56），所述钢球（56）位于所述第三驱动部件（53）和所述底部垫块（55）之间；

其中，所述底部垫块（55）的上侧设置有用于容纳所述钢球（56）的一部分体积的钢球容纳槽，所述第三驱动部件（53）的下侧设置有与所述钢球（56）的部分外表面相配合的曲面槽。

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