CN209026104U - 一种减振装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的减振装置通过在所述基板和所述顶板之间设置垂直减振组件和水平减振组件来实现被减振装置的垂直方向和水平方向的振动衰减；其中，所述垂直减振组件用于实现被减振设备垂直方向的振动衰减，包括第一主动减振机构和第一被动减振机构；所述水平减振组件用于实现被减振设备的水平方向的振动衰减，包括第二主动减振机构和第二被动减振机构；所以通过在垂直方向和水平方向都设置有主动减振机构和被动减振机构和控制器，既可双向隔离高频振动，亦可双向的有效抑制低频振动。进一步的，所述控制器控制所述第一主动减振机构和第二主动减振机构进行主动减振，增强了解决实际振动问题的实用性和有效性。

Description

一种减振装置

技术领域

本实用新型涉及减振设备领域，更具体地，涉及一种减振装置。

背景技术

随着大规模集成电路制造业的发展，以光刻机为代表的纳米加工设备集成了光、机、电等多个学科的尖端技术，代表了先进制造技术的最高成就。由于以光刻机为代表的纳米加工设备涉及到纳米曝光、定位与测量，其对振动、温度、湿度和颗粒等环境控制的要求极其严格，减振技术就是其中的关键技术之一。

早期的光刻机及精密加工设备采用的是被动减振系统，减振组件包括金属弹簧、橡胶和空气弹簧，有时会附加一些阻尼结构。这些减振元件结构简单，易于实现，缺点是一旦设计完成，其参数很难更改，因而只能对某一特定的窄频段振动起到衰减作用，而对于隔振对象状态变化较大和振动干扰时变性较强的场合不太适合；同时，由于稳定性的限制，被动隔振也无法对低频振动进行衰减。随着高端光刻机及纳米加工设备的出现，其工作环境更加复杂，被动减振系统对设备的低频振动隔离和位置稳定性控制已经无能为力，设备内部的干扰力也无法削弱。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种减振装置，对被减振设备在水平方向和垂直方向同时实现主动减振和被动减振的目的。

本实用新型提供了一种减振装置，包括：基板、顶板、垂直减振组件、水平减振组件和控制器；所述垂直减振组件与所述顶板和所述基板连接；所述水平减振组件与所述顶板和所述基板连接；其中，所述垂直减振组件能够衰减设置在所述顶板上的被减振设备垂直方向的振动，包括第一主动减振机构和第一被动减振机构；所述水平减振组件能够衰减所述被减振设备的水平方向的振动，包括第二主动减振机构和第二被动减振机构；所述控制器设置在所述基板上；所述控制器与所述第一主动减振机构和第二主动减振机构连接，以控制所述第一主动减振机构和第二主动减振机构进行主动减振。

可选的，在所述减振装置中，所述减振装置还包括第一加速度传感器和第二加速度传感器；所述第一加速度传感器能够测量被减振设备的垂直方向的振动信号，所述第一加速度传感器与所述控制器连接，以将所述垂直方向上的第一振动信号发送给所述控制器，所述控制器根据所述第一振动信号控制所述第一主动减振机构工作；所述第二加速度传感器能够测量被减振设备的水平方向的第二振动信号，所述第二加速度传感器与所述控制器连接，以将所述第二振动信号发送给所述控制器，所述控制器根据所述第二振动信号控制所述第二主动减振机构工作。

可选的，在所述减振装置中，所述第一被动减振机构为第一橡胶减振组件，与所述基板和顶板垂直连接；所述第二被动减振机构为第二橡胶减振组件，与所述基板和顶板水平连接。

可选的，在所述减振装置中，所述第一橡胶减振组件包括第一橡胶块和螺母；所述第一橡胶块一面与所述顶板连接，所述第一橡胶块背离与所述顶板连接的另一面通过所述螺母与所述基板连接；所述第二橡胶减振组件包括第二橡胶块和固定块，所述固定块将所述第二橡胶块固定在所述顶板和所述基板上。

可选的，在所述减振装置中，所述减振装置还包括第一位移传感器和第二位移传感器，所述第一位移传感器能够感应所述顶板和所述基板的竖直方向的相对位移；所述第二位移传感器能够感应所述顶板和所述基板的水平方向的相对位移，所述螺母调整所述顶板和所述基板的竖直方向的相对位移。

可选的，在所述减振装置中，所述第一主动减振机构和第二主动减振机构均为直线型驱动电机。

可选的，在所述减振装置中，减振装置还包括限位杆；所述限位杆上设有两段螺纹，所述顶板和所述基板上设有与所述螺纹连接的螺纹孔；其中，一段螺纹与所述顶板上的螺纹孔相连，另一段螺纹与所述基板上的螺纹孔相连。

可选的，在所述减振装置中，所述基板与所述顶板之间设有承载架，用来承受被减振设备的重量。

可选的，在所述减振装置中，所述基板与顶板之间还设有挡板，与所述基板和所述顶板形成一个密闭空间。

可选的，在所述减振装置中，所述顶板上设有至少一个螺纹孔，所述顶板通过至少一个螺钉与被减振设备连接。

相比于现有技术，本实用新型提供的减振装置通过在所述基板和所述顶板之间设置垂直减振组件和水平减振组件来实现被减振装置的垂直方向和水平方向的振动衰减；其中，所述垂直减振组件用于实现被减振设备垂直方向的振动衰减，包括第一主动减振机构和第一被动减振机构；所述水平减振组件用于实现被减振设备的水平方向的振动衰减，包括第二主动减振机构和第二被动减振机构；所以通过在垂直方向和水平方向都设置有主动减振机构和被动减振机构和控制器，既可双向隔离高频振动，亦可双向的有效抑制低频振动。进一步的，所述控制器与所述第一主动减振机构和第二主动减振机构连接，通过控制所述第一主动减振机构和第二主动减振机构进行主动减振，增强了解决实际振动问题的实用性和有效性。

附图说明

图1是本实用新型提供的减振装置的主视图；

图2是本实用新型提供的减振装置的后视图；

图3是本实用新型提供的减振装置立体结构图。

其中，图1-3的附图标记说明如下：

1-顶板；2-基板；3-第一橡胶减振组件；3a-第一橡胶块；3b-调整螺母；4-第二橡胶减振组件；4a-第二橡胶块；4b-固定块；5-第二主动减振机构；6-第一主动减振机构；7-控制器；8-位移传感器；8a-第一位移传感器；8b-第二位移传感器；9-限位杆。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图1-3本实用新型提出的减振装置作进一步详细说明。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、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

参阅图1-3，一种减振装置，包括：基板2、顶板1、垂直减振组件、水平减振组件和控制器7；基板2与一地基的基础框架连接；所述垂直减振组件在竖直方向上与所述顶板1和所述基板2连接；所述水平减振组件在水平方向上与所述顶板1和所述基板2连接；其中，所述垂直减振组件能够衰减设置在所述顶板1上的被减振设备垂直方向的振动，包括第一主动减振机构6和第一被动减振机构；所述水平减振组件能够衰减所述被减振设备的水平方向的振动，包括第二主动减振机构5和第二被动减振机构；所述控制器7设置在所述基板2上；所述控制器7与所述第一主动减振机构6和第二主动减振机构5连接，以控制所述第一主动减振机构6和第二主动减振机构5进行主动减振，基于一定的控制方式对被减震设备施加驱动力，从而达到隔离地基振动、保持被减振设备稳定以及实现补偿工作台运动反力对被减震设备的扰动的目的。相对而言，主要振动源于垂直方向，水平方向较小，即：垂直减振组件为主要减振组件，水平减振组件为辅助减振组件。

通过在所述基板2和所述顶板1之间设置垂直减振组件和水平减振组件来实现被减振装置的垂直方向和水平方向的振动衰减；其中，所述垂直减振组件能够实现被减振设备垂直方向的振动衰减，包括第一主动减振机构6和第一被动减振机构；所述水平减振组件能够实现被减振设备的水平方向的振动衰减，包括第二主动减振机构5和第二被动减振机构；所以通过在垂直方向和水平方向都设置有主动减振机构和被动减振机构的和控制器7，既可双向隔离高频振动，亦可双向的有效抑制低频振动。进一步的，所述控制器7与所述第一主动减振机构6和第二主动减振机构5连接，通过控制所述第一主动减振机构6和第二主动减振机构5进行主动减振；所述控制器7控制所述第一主动减振机构6和第二主动减振机构5的开启与关闭；增强了解决实际振动问题的实用性和有效性。

所述减振装置还包括第一加速度传感器(图未示)和第二加速度传感器(图未示)；所述第一加速度传感器用于测量被减振设备的垂直方向上的振动信号，所述第一加速度传感器与所述控制器7连接，以将所述垂直方向上的第一振动信号发送给所述控制器7，所述控制器7根据所述第一振动信号控制所述第一主动减振机构6工作；所述第二加速度传感器用于测量被减振设备的水平方向的第二振动信号，所述第二加速度传感器与所述控制器7连接，以将所述第二振动信号发送给所述控制器7，所述控制器7根据所述第二振动信号控制所述第二主动减振机构5工作。在此，所述第一振动信号和所述第二振动信号均为能够表征振动大小的一模拟信号/数字信号，所述控制器7根据所述第一振动信号和所述第二振动信号分别控制所述第一主动减振机构6和第二主动减振机构5的开启与关闭以及相应的减振幅度，其中，所述控制器可7以是现有的任意一种控制主动减振机构工作的器件，例如计算机或单片机或可编程序控制器。

所述第一被动减振机构为第一橡胶减振组件3，与所述基板2和顶板1垂直连接，即所述第一橡胶减振组件3的拉伸或压缩方向的与所述基板2和顶板1垂直，以减小垂直方向上的振动；所述第二被动减振机构为第二橡胶减振组件4，与所述基板2和顶板1水平连接，即所述第二橡胶减振组件4的拉伸或压缩方向的与所述基板2和顶板1平行，以减小水平方向上的振动。

所述第一橡胶减振组件3包括第一橡胶块3a和螺母；所述第一橡胶块3a一面与所述顶板1连接，所述第一橡胶块3a背离与所述顶板1连接的另一面通过所述螺母与所述基板2连接，所述螺母为可调节螺母，通过所述螺母可以调整所述基板2与所述顶板1竖直方向上的距离，从而调整所述第一橡胶块3a的在垂直方向上的压缩或拉伸的初始状态；所述第二橡胶减振组件4包括第二橡胶块4a和固定块4b；所述固定块4b将所述第二橡胶块4a固定在所述顶板1和所述基板2上。

在本实施例中，所述第一橡胶减振组件3包括第一橡胶块3a和螺母，所述第一橡胶块3a直接与所述顶板1和所述基板2连接，但是在其它实施例中，所述第一橡胶减振组件3还可以依次由顶块、第一橡胶块3a、固定块、调整螺母3b、标准垫片以及固定螺母连接组成，所述顶块与所述顶板1连接，所述固定块通过所述固定螺母与所述基板2连接，用所述顶块与所述固定块4b实现所述第一橡胶块3a与所述顶板1和基板2的连接，可以增加所述第一橡胶组件的高度，从而使所述第一橡胶块3a的高度选择范围更大。所述第一橡胶减振组件3和所述第二橡胶减振组件4属于被动型减振组件。

减振装置还包括第一位移传感器8a、第二位移传感器8b和显示屏，所述显示屏与所述所述第一位移传感器8a和第二位移传感器8b相连，第一位移传感器8a能够感应所述顶板1和所述基板2的竖直方向的相对位移；所述第二位移传感器8b能够感应所述顶板1和所述基板2的水平方向的相对位移，并由所述显示屏显示所述相对位移向量，根据所述相对位移向量，通过所述螺母调整所述顶板1和所述基板2的竖直方向的相对位移。

所述第一主动减振机构6和第二主动减振机构5均为直线型驱动电机。直线型驱动电机属于主动型减振装置，其工作原理如下：由所述第一位移传感器8a用于感应所述顶板1和所述基板2的竖直方向的相对位移；所述第二位移传感器8b用于感应所述顶板1和所述基板2的水平方向的相对位移，从而实现监控被减振设备和基础框架系统的振动信号，由第一加速度传感器和第二加速度传感器测得运动信号并将信号反馈至控制器7，控制器7控制直线型驱动电机预先施加驱动力，从而使被减振设备始终处于动态平衡工作状态。

减振装置还包括限位杆9；所述限位杆9上设有两段螺纹，所述顶板1和所述基板2上设有与所述螺纹连接的螺纹孔，其中，一段螺纹与所述顶板上的螺纹孔相连，另一段螺纹与所述基板上的螺纹孔相连；所述限位装置还与基础框架连接。所述限位杆9起到限位与锁紧功能。减振装置工作时，减振装置本身相对于基础框架移动，为防止损坏减振装置内部的传感器和电机等组件，在此提供限位装置以限制移动范围；减振装置可相对于基础框架连接的移动，所以减振装置必须提供锁紧装置以保证在运输过程中减振装置各组件之间不会相互移动。

所述基板2与所述顶板1之间设有承载架，用来承受被减振设备的重量。所述基板2与顶板1之间还设有挡板，与所述基板2和所述顶板1形成一个密闭空间，防止杂物落入所述减振装置内，从而起到保护减振装置内的各组件的作用。

所述顶板1上设有至少一个螺纹孔，所述顶板通过至少一个螺钉与被减振设备连接。减振装置通过顶板1与被减振设备连接，顶板1开有4个M12的螺纹孔，通过4个M12螺钉与被减振设备连接；减振装置通过基板2与支撑框架连接，基板2开有4个Ф14通孔，通过4个M12螺钉与基础框架连接。

在实际应用中，可以根据被减振设备的规格选用一个或多个所述减振装置，当选用多个减振装置时，多个所述减振装置对称设立，并与所述被减振设备连接。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种减振装置，其特征在于，包括：基板、顶板、垂直减振组件、水平减振组件和控制器，所述垂直减振组件与所述顶板和所述基板连接；所述水平减振组件与所述顶板和所述基板连接；其中，所述垂直减振组件能够衰减设置在所述顶板上的被减振设备垂直方向的振动，包括第一主动减振机构和第一被动减振机构；所述水平减振组件能够衰减所述被减振设备的水平方向的振动，包括第二主动减振机构和第二被动减振机构；所述控制器设置在所述基板上；所述控制器与所述第一主动减振机构和第二主动减振机构连接，以控制所述第一主动减振机构和第二主动减振机构进行主动减振。

2.根据权利要求1所述的减振装置，其特征在于，所述减振装置还包括第一加速度传感器和第二加速度传感器；所述第一加速度传感器能够测量被减振设备的垂直方向的振动信号，所述第一加速度传感器与所述控制器连接，以将所述垂直方向上的第一振动信号发送给所述控制器，所述控制器根据所述第一振动信号控制所述第一主动减振机构工作；所述第二加速度传感器能够测量被减振设备的水平方向的第二振动信号，所述第二加速度传感器与所述控制器连接，以将所述第二振动信号发送给所述控制器，所述控制器根据所述第二振动信号控制所述第二主动减振机构工作。

3.根据权利要求1所述的减振装置，其特征在于，所述第一被动减振机构为第一橡胶减振组件，与所述基板和顶板垂直连接；所述第二被动减振机构为第二橡胶减振组件，与所述基板和顶板水平连接。

4.根据权利要求3所述的减振装置，其特征在于，所述第一橡胶减振组件包括第一橡胶块和螺母；所述第一橡胶块一面与所述顶板连接，所述第一橡胶块背离与所述顶板连接的另一面通过所述螺母与所述基板连接；所述第二橡胶减振组件包括第二橡胶块和固定块，所述固定块将所述第二橡胶块固定在所述顶板和所述基板上。

5.根据权利要求4所述的减振装置，其特征在于，所述减振装置还包括第一位移传感器和第二位移传感器，所述第一位移传感器能够感应所述顶板和所述基板的竖直方向的相对位移；所述第二位移传感器能够感应所述顶板和所述基板的水平方向的相对位移，所述螺母调整所述顶板和所述基板的竖直方向的相对位移。

6.根据权利要求1所述的减振装置，其特征在于，所述第一主动减振机构和第二主动减振机构均为直线型驱动电机。

7.根据权利要求1所述的减振装置，其特征在于，所述减振装置还包括限位杆；所述限位杆上设有两段螺纹，所述顶板和所述基板上设有与所述螺纹连接的螺纹孔；其中，一段螺纹与所述顶板上的螺纹孔相连，另一段螺纹与所述基板上的螺纹孔相连。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的减振装置，其特征在于，所述基板与所述顶板之间设有承载架。

9.根据权利要求8所述的减振装置，其特征在于，所述基板与顶板之间还设有挡板，所述挡板与所述基板和所述顶板形成一个密闭空间。

10.根据权利要求8所述的减振装置，其特征在于，所述顶板上设有至少一个螺纹孔，所述顶板通过至少一个螺钉与被减振设备连接。