CN210896632U - 一种单层多自由度气静压纳米定位平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及纳米定位技术领域，且公开了一种单层多自由度气静压纳米定位平台，包括工作台，工作台的上方设有工作箱，工作台的上端左右两侧的前后两端均固定连接有第一支撑腿，四个第一支撑腿的上端分别与工作箱的下端左右两侧的前后两端固定连接，工作箱的内部设有定位机构，工作台连接有水冷机构并通过水冷机构与工作箱连接，水冷机构包括蓄水箱、水泵及风机，蓄水箱的下端与工作箱的上端后侧固定连接，蓄水箱的内部固定设有隔板并通过隔板分为冷却腔及蓄水腔。本实用新型能够有效对压电致动器进行降温，防止压电致动器发送温度形变，影响定位结果误差，同时便于人们快速移动工作平台。

Description

一种单层多自由度气静压纳米定位平台

技术领域

本实用新型涉及纳米定位技术领域，尤其涉及一种单层多自由度气静压纳米定位平台。

背景技术

目前半导体产业、生命科学领域、光电系统、显微机构如STM、 AFM等方面，皆朝微下化、精密化的方向发展，因此，对于微米甚至是纳米级的定位装置需求量日增。

目前，现有的纳米定位平台，存在多种类型，其中单层多自由度气静压纳米定位平台较为全面及精准，但是在该类纳米定位平台的压电致动器会存在温升形变的问题，影响对位移结果的准确性，因此，提出一种单层多自由度气静压纳米定位平台。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中的纳米定位平台，存在多种类型，其中单层多自由度气静压纳米定位平台较为全面及精准，但是在该类纳米定位平台的压电致动器会存在温升形变的问题，影响对位移结果的准确性的问题，而提出的一种单层多自由度气静压纳米定位平台。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种单层多自由度气静压纳米定位平台，包括工作台，所述工作台的上方设有工作箱，所述工作台的上端左右两侧的前后两端均固定连接有第一支撑腿，四个所述第一支撑腿的上端分别与工作箱的下端左右两侧的前后两端固定连接，所述工作箱的内部设有定位机构，所述工作台连接有水冷机构并通过水冷机构与工作箱连接，所述水冷机构包括蓄水箱、水泵及风机，所述蓄水箱的下端与工作箱的上端后侧固定连接，所述蓄水箱的内部固定设有隔板并通过隔板分为冷却腔及蓄水腔，所述蓄水腔的右侧壁固定连接有进水管，所述水泵位于蓄水腔的内部固定设置，且水泵的输出端固定连接有输水管，所述工作箱的箱壁内部开设有矩形腔体，所述输水管远离水泵的一端依次贯穿蓄水腔的侧壁及工作箱的侧壁并延伸至矩形腔体内部，所述矩形腔体的下侧壁固定连接有回流管，所述回流管远离矩形腔体的一端依次贯穿冷却腔的侧壁及隔板的侧壁并延伸至蓄水腔内部，所述风机位于冷却腔内部固定设置，且冷却腔的左右侧壁均开设有通风口，所述工作台的下端四角处均固定连接有第二支撑腿，且同侧两个第二支撑腿共同连接有移动机构。

优选的，每组所述移动机构包括两个螺纹杆、两个万向轮、两个活动板及两组第三支撑腿，两个所述第二支撑腿的下端均开设有与万向轮相匹配的收纳槽，两个所述收纳槽的左右侧壁均开设有凹槽，所述螺纹杆通过第一滚动轴承与其中一个凹槽的侧壁转动连接，另一个所述凹槽的内部固定设有固定杆，所述活动板的上端右侧通过通孔与固定杆的杆壁滑动连接，所述活动板的上端左侧通过螺纹孔与螺纹杆的杆壁螺纹连接，所述活动板的下端连接有减震组件并通过减震组件与万向轮连接，所述第二支撑腿的内部开设有与螺纹杆位置相对应的第一腔体，且螺纹杆的上端延伸至第一腔体内部，所述螺纹杆位于第一腔体内部的一端固定套接有蜗轮，所述第一腔体的侧壁通过第二滚动轴承转动连接有蜗杆，且蜗杆延伸至外部，所述蜗轮与蜗杆相啮合连接，两个所述蜗杆的杆壁位于第一腔体外部的一端均固定套接有皮带轮，两个所述皮带轮通过皮带传动连接，每组两个所述第三支撑腿的水平部相向一端分别与第二支撑腿的左右侧壁下端固定连接。

优选的，每个所述减震组件包括两个滑杆及两个减震弹簧，所述万向轮的上端固定连接有连接板，两个所述滑杆的杆壁均通过滑孔分别与连接板的上端左右两侧滑动连接，两个所述滑杆的上端分别与活动板的下端左右两侧固定连接，所述减震弹簧的上下两端分别与活动板的下端及连接板的上端固定连接，且减震弹簧与滑杆的杆壁活动套接。

优选的，两个所述滑杆的下端均固定连接有限位块。

优选的，所述矩形腔体内部固定连接有多个弧形导流板。

优选的，其中两个所述蜗杆的相反两端均固定连接有转盘。

与现有技术相比，本实用新型提供了一种单层多自由度气静压纳米定位平台，具备以下有益效果：

1、该单层多自由度气静压纳米定位平台，通过设有的工作台、工作箱及定位机构的相互配合，可以有效快速的进行多自由度纳米定位，通过设有的水冷机构，可以对工作箱内部进行快速有效的降温，降低压电致动器的温度，防止压电致动器发生温度形变，影响定位结构误差。

2、该单层多自由度气静压纳米定位平台，通过设有的四个第二支撑腿及两组移动机构的相互配合，可以便于人们移动定位平台，通过设有的四组第三支撑腿的相互配合，可以稳定支撑工作台，从而可以稳定支撑定位平台。

该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本实用新型能够有效对压电致动器进行降温，防止压电致动器发送温度形变，影响定位结果误差，同时便于人们快速移动工作平台。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种单层多自由度气静压纳米定位平台的结构示意图；

图2为图1的俯视结构示意图；

图3为图1中A部分的结构放大图。

图中：1工作台、2工作箱、3第一支撑腿、4蓄水箱、5水泵、 6风机、7隔板、8进水管、9输水管、10回流管、11第二支撑腿、 12螺纹杆、13万向轮、14活动板、15第三支撑腿、16固定杆、17 蜗轮、18蜗杆、19皮带、20滑杆、21减震弹簧、22连接板、23限位块、24弧形导流板、25转盘。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-3，一种单层多自由度气静压纳米定位平台，包括工作台1，工作台1的上方设有工作箱2，工作台1的上端左右两侧的前后两端均固定连接有第一支撑腿3，四个第一支撑腿3的上端分别与工作箱2的下端左右两侧的前后两端固定连接，工作箱2的内部设有定位机构，工作台1连接有水冷机构并通过水冷机构与工作箱2连接，水冷机构包括蓄水箱4、水泵5及风机6，蓄水箱4的下端与工作箱 2的上端后侧固定连接，蓄水箱4的内部固定设有隔板7并通过隔板 7分为冷却腔及蓄水腔，蓄水腔的右侧壁固定连接有进水管8，水泵 5位于蓄水腔的内部固定设置，且水泵5的输出端固定连接有输水管 9，工作箱2的箱壁内部开设有矩形腔体，输水管9远离水泵5的一端依次贯穿蓄水腔的侧壁及工作箱2的侧壁并延伸至矩形腔体内部，矩形腔体的下侧壁固定连接有回流管10，回流管10远离矩形腔体的一端依次贯穿冷却腔的侧壁及隔板7的侧壁并延伸至蓄水腔内部，风机位于冷却腔内部固定设置，且冷却腔的左右侧壁均开设有通风口，工作台1的下端四角处均固定连接有第二支撑腿11，且同侧两个第二支撑腿11共同连接有移动机构。

每组移动机构包括两个螺纹杆12、两个万向轮13、两个活动板 14及两组第三支撑腿15，两个第二支撑腿11的下端均开设有与万向轮13相匹配的收纳槽，两个收纳槽的左右侧壁均开设有凹槽，螺纹杆12通过第一滚动轴承与其中一个凹槽的侧壁转动连接，另一个凹槽的内部固定设有固定杆16，活动板14的上端右侧通过通孔与固定杆16的杆壁滑动连接，活动板14的上端左侧通过螺纹孔与螺纹杆 12的杆壁螺纹连接，活动板14的下端连接有减震组件并通过减震组件与万向轮13连接，第二支撑腿11的内部开设有与螺纹杆12位置相对应的第一腔体，且螺纹杆12的上端延伸至第一腔体内部，螺纹杆12位于第一腔体内部的一端固定套接有蜗轮17，第一腔体的侧壁通过第二滚动轴承转动连接有蜗杆18，且蜗杆18延伸至外部，蜗轮 17与蜗杆18相啮合连接，两个蜗杆18的杆壁位于第一腔体外部的一端均固定套接有皮带轮，两个皮带轮通过皮带19传动连接，每组两个第三支撑腿15的水平部相向一端分别与第二支撑腿11的左右侧壁下端固定连接，拧动其中两个蜗杆18，可以使其中两个皮带轮转动，在皮带19的作用下，从而可以使另两个皮带轮转动，从而可以使另两个蜗杆18转动，四个蜗杆18转动，可以使四个蜗轮17转动，从而可以使四个螺纹杆12转动，在四个固定杆16的相互配合，可以使四个活动板14向下移动，从而可以使四个连接板22向下移动，进而可以使四个万向轮13向下移动，从而可以便于人们移动工作台1，且移动方便。

每个减震组件包括两个滑杆20及两个减震弹簧21，万向轮13 的上端固定连接有连接板22，两个滑杆20的杆壁均通过滑孔分别与连接板22的上端左右两侧滑动连接，两个滑杆20的上端分别与活动板14的下端左右两侧固定连接，减震弹簧21的上下两端分别与活动板14的下端及连接板22的上端固定连接，且减震弹簧21与滑杆20 的杆壁活动套接，可以减小移动过程中产生的震动对定位机构的影响，防止定位机构因震动而损坏。

两个滑杆20的下端均固定连接有限位块23，可以对八个滑杆20 进行有效限位，防止八个滑杆20脱离四个连接板22。

矩形腔体内部固定连接有多个弧形导流板24，可以使水充分吸收压电致动器工作产生的热量，提高吸热效率。

其中两个蜗杆18的相反两端均固定连接有转盘25，转动两个转盘25，可以使两个蜗杆18转动，且转动方便。

本实用新型中，使用时，通过设有的工作台1、工作箱2及定位机构，可以有效快速的进行多自由度纳米定位，通过设有的进水管8，可以向蓄水腔内部投放冷水，通过设有的蓄水箱4、隔板7、水泵5、输水管9，水泵5工作，可以将蓄水腔内的冷水输送进矩形腔体内部，从而可以对工作箱2内部进行快速有效的降温，降低压电致动器的温度，防止压电致动器发生温度形变，影响定位结构误差，通过设有的回流管10，可以将水回流，节省大量水资源，通过设有的风机6，可以加大冷却腔内部的空气流动，从而可以对回流的水进行有效降温，保证水的温度够低，利于人们使用。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种单层多自由度气静压纳米定位平台，包括工作台(1)，其特征在于，所述工作台(1)的上方设有工作箱(2)，所述工作台(1)的上端左右两侧的前后两端均固定连接有第一支撑腿(3)，四个所述第一支撑腿(3)的上端分别与工作箱(2)的下端左右两侧的前后两端固定连接，所述工作箱(2)的内部设有定位机构，所述工作台(1)连接有水冷机构并通过水冷机构与工作箱(2)连接，所述水冷机构包括蓄水箱(4)、水泵(5)及风机(6)，所述蓄水箱(4)的下端与工作箱(2)的上端后侧固定连接，所述蓄水箱(4)的内部固定设有隔板(7)并通过隔板(7)分为冷却腔及蓄水腔，所述蓄水腔的右侧壁固定连接有进水管(8)，所述水泵(5)位于蓄水腔的内部固定设置，且水泵(5)的输出端固定连接有输水管(9)，所述工作箱(2)的箱壁内部开设有矩形腔体，所述输水管(9)远离水泵(5)的一端依次贯穿蓄水腔的侧壁及工作箱(2)的侧壁并延伸至矩形腔体内部，所述矩形腔体的下侧壁固定连接有回流管(10)，所述回流管(10)远离矩形腔体的一端依次贯穿冷却腔的侧壁及隔板(7)的侧壁并延伸至蓄水腔内部，所述风机位于冷却腔内部固定设置，且冷却腔的左右侧壁均开设有通风口，所述工作台(1)的下端四角处均固定连接有第二支撑腿(11)，且同侧两个第二支撑腿(11)共同连接有移动机构。

2.根据权利要求1所述的一种单层多自由度气静压纳米定位平台，其特征在于，每组所述移动机构包括两个螺纹杆(12)、两个万向轮(13)、两个活动板(14)及两组第三支撑腿(15)，两个所述第二支撑腿(11)的下端均开设有与万向轮(13)相匹配的收纳槽，两个所述收纳槽的左右侧壁均开设有凹槽，所述螺纹杆(12)通过第一滚动轴承与其中一个凹槽的侧壁转动连接，另一个所述凹槽的内部固定设有固定杆(16)，所述活动板(14)的上端右侧通过通孔与固定杆(16)的杆壁滑动连接，所述活动板(14)的上端左侧通过螺纹孔与螺纹杆(12)的杆壁螺纹连接，所述活动板(14)的下端连接有减震组件并通过减震组件与万向轮(13)连接，所述第二支撑腿(11)的内部开设有与螺纹杆(12)位置相对应的第一腔体，且螺纹杆(12)的上端延伸至第一腔体内部，所述螺纹杆(12)位于第一腔体内部的一端固定套接有蜗轮(17)，所述第一腔体的侧壁通过第二滚动轴承转动连接有蜗杆(18)，且蜗杆(18)延伸至外部，所述蜗轮(17)与蜗杆(18)相啮合连接，两个所述蜗杆(18)的杆壁位于第一腔体外部的一端均固定套接有皮带轮，两个所述皮带轮通过皮带(19)传动连接，每组两个所述第三支撑腿(15)的水平部相向一端分别与第二支撑腿(11)的左右侧壁下端固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种单层多自由度气静压纳米定位平台，其特征在于，每个所述减震组件包括两个滑杆(20)及两个减震弹簧(21)，所述万向轮(13)的上端固定连接有连接板(22)，两个所述滑杆(20)的杆壁均通过滑孔分别与连接板(22)的上端左右两侧滑动连接，两个所述滑杆(20)的上端分别与活动板(14)的下端左右两侧固定连接，所述减震弹簧(21)的上下两端分别与活动板(14)的下端及连接板(22)的上端固定连接，且减震弹簧(21)与滑杆(20)的杆壁活动套接。

4.根据权利要求3所述的一种单层多自由度气静压纳米定位平台，其特征在于，两个所述滑杆(20)的下端均固定连接有限位块(23)。

5.根据权利要求1所述的一种单层多自由度气静压纳米定位平台，其特征在于，所述矩形腔体内部固定连接有多个弧形导流板(24)。

6.根据权利要求2所述的一种单层多自由度气静压纳米定位平台，其特征在于，其中两个所述蜗杆(18)的相反两端均固定连接有转盘(25)。

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