CN217207523U - 一种主被动复合三自由度隔振平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种主被动复合三自由度隔振平台，包括顶板、底座、支撑架、柔性铰链A和支撑杆。本实用新型在垂直方向上通过金属弹簧与音圈电机串联，金属弹簧与压电驱动器串联，降低了系统在垂直方向上的的固有频率，同时设置三组并联方式实现了垂直方向上的精准隔振效果，利用金属弹簧实现高频隔振，减少了音圈电机、压电驱动器在高频震动时的能量消耗，同时获得较宽的隔振带；水平方向设置柔性铰链，并通过设置四组金属弹簧与压电驱动器串联，使得系统在水平方向上刚度趋近于零，实现水平方向上双自由度的精准隔振；本实用新型结构简单，隔振带宽，隔振效果精准，系统固有频率能现实小于0.5Hz。

Description

一种主被动复合三自由度隔振平台

技术领域

本实用新型涉及隔振装置技术领域，具体是一种主被动复合三自由度隔振平台。

背景技术

目前半导体行业飞速发展，半导体生产设备的精度要求越来越高，设备对微振动等环境的要求也越来越敏感，少许的微振动就会降低设备的产出良率，甚至使设备不能正常工作，因此对微振动的隔离变得越来越重要。

由外部环境振动及设备内部反作用力引起的微振动是制约超精密仪器测量精度与超精密加工装备制造精度的关键因素之一，高性能精密隔微振技术成为精密工程、超精密制造等领域的一项核心关键技术，对该技术的研究具有重要的实际意义与应用价值。振动控制部分是隔振平台的核心，针对中高频振动，多采用被动隔振，被动隔振结构简单、工作可靠、不依赖电源，可以有效地隔绝中高频振动干扰。针对低频甚至或超低频振动，多采用主动隔振，气动主动隔振自适应性好，通过作动器输出反向力抵消低频振动，具有优越的低频或超低频隔振性能。精密仪器所处环境不是单一的高频震动或低频振动，是多种频率的复杂的震动环境，而目前隔着平台多少针对单一高频或低频振动，对于复杂振动环境的隔振能力较差。

实用新型内容

实用新型的目的在于提供一种主被动复合三自由度隔振平台，以解决上述背景技术中存在的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种主被动复合三自由度隔振平台，包括顶板、底座、支撑架、柔性铰链A和支撑杆，所述支撑架固接在底座的顶面两侧，所述顶板下方连接柔性铰链A，所述柔性铰链A插入支撑架内部，所述柔性铰链A下端连接有支撑板，所述支撑板通过金属弹簧A与支撑架的顶面下方连接，所述支撑板的底面连接有金属弹簧B，所述金属弹簧B下部连接有音圈电机，所述顶板底面中间部位与支撑杆连接，所述支撑杆下部连接有质量块，所述质量块的四周分别连接金属弹簧C，所述金属弹簧C的另一端连接有压电驱动器A，所述支撑架之间通过横梁连接固定，所述质量块左右两侧的压电驱动器A与支撑架连接固定，所述质量块前后两侧的压电驱动器A与横梁连接固定，所述质量块下部连接有柔性铰链B，所述柔性铰链B下方连接有金属弹簧D，所述金属弹簧D下方连接有压电驱动器B，所述底座顶面连接有数字控制器，所述顶板底面连接有位置传感器和速度传感器。

进一步地，所述顶板、底座、支撑板、横梁均由不锈钢材质制成，均呈矩形结构。

进一步地，所述支撑架由不锈钢板制成空心结构的长方体。

进一步地，所述柔性铰链A为四个，分别布置在顶板下方的四个角，所述左侧的两个柔性铰链A插入左侧的支撑架内，所述右侧的两个柔性铰链A插入右侧的支撑架内。

进一步地，所述金属弹簧A为四个，分别连接在支撑板的四个角。

进一步地，所述金属弹簧C与压电驱动器A之间还连接有解耦装置A。

进一步地，所述金属弹簧D与压电驱动器B之间还连接有解耦装置B。

进一步地，所述数字控制器分别于音圈电机、压电驱动器A、压电驱动器B、位置传感器、速度传感器通过电缆连接。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型在垂直方向上通过金属弹簧与音圈电机串联，金属弹簧与压电驱动器串联，降低了系统在垂直方向上的的固有频率，同时设置三组并联方式实现了垂直方向上的精准隔振效果，利用金属弹簧实现高频隔振，减少了音圈电机、压电驱动器在高频振动时的能量消耗，同时获得较宽的隔振带；水平方向设置柔性铰链，并通过设置四组金属弹簧与压电驱动器串联，使得系统在水平方向上刚度趋近于零，实现水平方向上双自由度的精准隔振；本实用新型结构简单，隔振带宽，隔振效果精准，系统固有频率能现实小于0.5Hz。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中1-顶板，2-底座，3-支撑架，4-柔性铰链A，5-支撑板，6-金属弹簧A，7-金属弹簧B，8-音圈电机，9-支撑杆，10-质量块，11-金属弹簧C，12-压电驱动器A，13-解耦装置A，14-横梁，15-柔性铰链B，16-金属弹簧D，17-压电驱动器B，18-解耦装置B，19-数字控制器，20-位置传感器，21-速度传感器。

具体实施方式

下面将结合实施例对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述地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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种主被动复合三自由度隔振平台，包括顶板1、底座2、支撑架3、柔性铰链A4和支撑杆9，所述支撑架3固接在底座2的顶面两侧，所述顶板1下方连接柔性铰链A4，所述柔性铰链A4插入支撑架3内部，所述柔性铰链A4下端连接有支撑板5，所述支撑板5通过金属弹簧A66与支撑架3的顶面下方连接，所述支撑板5的底面连接有金属弹簧B7，所述金属弹簧B7下部连接有音圈电机8，所述顶板1底面中间部位与支撑杆9连接，所述支撑杆9下部连接有质量块10，所述质量块10的四周分别连接金属弹簧C11，所述金属弹簧C11的另一端连接有压电驱动器A12，所述支撑架3之间通过横梁14连接固定，所述质量块10左右两侧的压电驱动器A12与支撑架3连接固定，所述质量块10前后两侧的压电驱动器A12与横梁14连接固定，所述质量块10下部连接有柔性铰链B15，所述柔性铰链B15下方连接有金属弹簧D16，所述金属弹簧D16下方连接有压电驱动器B17，所述底座2顶面连接有数字控制器19，所述顶板1底面连接有位置传感器20和速度传感器21。

所述顶板1、底座2、支撑板5、横梁14均由不锈钢材质制成，均呈矩形结构。

所述支撑架3由不锈钢板制成空心结构的长方体。

所述柔性铰链A4为四个，分别布置在顶板1下方的四个角，所述左侧的两个柔性铰链A4插入左侧的支撑架3内，所述右侧的两个柔性铰链A4插入右侧的支撑架3内。

所述金属弹簧A6为四个，分别连接在支撑板5的四个角。

所述金属弹簧C11与压电驱动器A12之间还连接有解耦装置A13。

所述金属弹簧D16与压电驱动器B17之间还连接有解耦装置B18。

所述数字控制器19分别于音圈电机8、压电驱动器A12、压电驱动器B17、位置传感器20、速度传感器21通过电缆连接。

本实用新型在垂直方向上通过金属弹簧与音圈电机串联，金属弹簧与压电驱动器串联，同时设置三组并联方式，利用金属弹簧实现高频隔振，同时获得较宽的隔振带；水平方向设置柔性铰链，并通过设置四组金属弹簧与压电驱动器串联，实现水平方向上双自由度的精准隔振，系统在水平方向上刚度趋近于零。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种主被动复合三自由度隔振平台，包括顶板、底座、支撑架、柔性铰链A和支撑杆，其特征在于，所述支撑架固接在底座的顶面两侧，所述顶板下方连接柔性铰链A，所述柔性铰链A插入支撑架内部，所述柔性铰链A下端连接有支撑板，所述支撑板通过金属弹簧A与支撑架的顶面下方连接，所述支撑板的底面连接有金属弹簧B，所述金属弹簧B下部连接有音圈电机，所述顶板底面中间部位与支撑杆连接，所述支撑杆下部连接有质量块，所述质量块的四周分别连接金属弹簧C，所述金属弹簧C的另一端连接有压电驱动器A，所述支撑架之间通过横梁连接固定，所述质量块左右两侧的压电驱动器A与支撑架连接固定，所述质量块前后两侧的压电驱动器A与横梁连接固定，所述质量块下部连接有柔性铰链B，所述柔性铰链B下方连接有金属弹簧D，所述金属弹簧D下方连接有压电驱动器B，所述底座顶面连接有数字控制器，所述顶板底面连接有位置传感器和速度传感器。

2.根据权利要求1所述的一种主被动复合三自由度隔振平台，其特征在于，所述顶板、底座、支撑板、横梁均由不锈钢材质制成，均呈矩形结构。

3.根据权利要求1所述的一种主被动复合三自由度隔振平台，其特征在于，所述支撑架由不锈钢板制成空心结构的长方体。

4.根据权利要求1所述的一种主被动复合三自由度隔振平台，其特征在于，所述柔性铰链A为四个，分别布置在顶板下方的四个角，所述左侧的两个柔性铰链A插入左侧的支撑架内，所述右侧的两个柔性铰链A插入右侧的支撑架内。

5.根据权利要求1所述的一种主被动复合三自由度隔振平台，其特征在于，所述金属弹簧A为四个，分别连接在支撑板的四个角。

6.根据权利要求1所述的一种主被动复合三自由度隔振平台，其特征在于，所述金属弹簧C与压电驱动器A之间还连接有解耦装置A。

7.根据权利要求1所述的一种主被动复合三自由度隔振平台，其特征在于，所述金属弹簧D与压电驱动器B之间还连接有解耦装置B。

8.根据权利要求1所述的一种主被动复合三自由度隔振平台，其特征在于，所述数字控制器分别于音圈电机、压电驱动器A、压电驱动器B、位置传感器、速度传感器通过电缆连接。

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