CN220822872U - 一种基于音圈电机的运动控制装置及检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于音圈电机的运动控制装置及检测装置，包括底座，其上设有导轨；音圈电机单元，所述音圈电机单元包括定子组件和动子组件，定子组件包括定子，动子组件包括动子，导轨的长度方向和动子的运动方向同向；运动单元，其包括滑台、以及与导轨滑动连接的滑块，动子组件和滑台相连；传感器单元，其包括光电传感器、以及设于所述滑台的第一光电挡片和第二光电挡片；控制单元，其与所述音圈电机单元和所述光电传感器电连接，所述控制单元包括驱动器和控制器。本实用新型结构简单，体积小，能够有效节省空间，具有较高的运动平滑度，易于控制，精度高，相较于原有的伺服丝杆运动模组，更加符合半导体仪器或设备的工况及检测需求。

Description

一种基于音圈电机的运动控制装置及检测装置

技术领域

本实用新型涉及音圈电机技术领域，尤其是指一种基于音圈电机的运动控制装置及检测装置

背景技术

近年来，在自动化行业里，直线直驱电机已经得到普及，其具有力学性能优越，具有快速响应、高精度等优点。现有的驱动方式为采用丝杆传动和伺服电机相配合进行驱动，这种传统方式由伺服电机带动联轴器，将旋转运动传递给丝杆，丝杆将旋转运动转换为线性运动，从而带动固定在丝杆螺母上的负载进行往复运动。

现有技术的不足在于，整体结构复杂，占用空间过大，结构尺寸过大，集成度较低，且不适用于精密度要求较高的半导体领域，并且无法实现高速度和高加速度运动，反应速度较慢。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术中的不足，提供一种基于音圈电机的运动控制装置及检测装置，通过集成音圈电机在装置内部，与导轨配合运动，通过触发特定位置的光电传感器，配合控制单元，使滑台能够在一定的范围内受控进行往复直线运动，并且，该运动装置可用于搭载半导体仪器或设备，从而带动半导体仪器或设备在指定位置进行运动，使半导体仪器或设备在检测装置中沿指定方向进行运动，从而进行半导体仪器或设备的检测。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于音圈电机的运动控制装置，包括，

底座，其上设有导轨；

音圈电机单元，其设于所述底座，所述音圈电机单元包括定子组件和动子组件，所述定子组件包括定子，所述动子组件包括动子，所述导轨的长度方向和所述动子的运动方向同向；

运动单元，其包括滑台、以及与所述导轨滑动连接的滑块，所述滑台和所述滑块刚性连接，所述动子组件和所述滑台相连；

传感器单元，其包括光电传感器、以及设于所述滑台的第一光电挡片和第二光电挡片，所述第一光电挡片和所述第二光电挡片沿所述导轨的长度方向依次设置，所述第一光电挡片和所述第二光电挡片能够随所述滑台运动、并触发所述光电传感器；

控制单元，其与所述音圈电机单元和所述光电传感器电连接，所述控制单元包括驱动器和控制器。

进一步地，所述定子组件还包括设于所述底座的第一安装座，所述定子安装在所述第一安装座上。

进一步地，所述动子组件还包括设于所述滑台的第二安装座，所述动子和所述第二安装座相连，所述动子通过所述第二安装座和所述滑台相连。

进一步地，所述底座上还设有导轨安装座，所述导轨设于所述导轨安装座上，所述导轨上设有与所述导轨滑动连接的滑块，所述滑台通过所述滑块和所述导轨相连。

进一步地，还包括防撞单元，所述防撞单元包括设于所述第一安装座的至少一个第一防撞块，所述第一防撞块沿水平方向的投影长度大于所述定子沿水平方向的投影长度。

进一步地，所述防撞单元还包括设于所述导轨底座上的第二防撞块，所述第二防撞块位于所述导轨安装座和所述第二安装座之间。

进一步地，所述传感器单元包括设于所述底座侧部的第三安装座，所述光电传感器安装在所述第三安装座上。

进一步地，所述第一光电挡片包括连接部和延伸部，所述连接部设于所述滑台的一侧，所述延伸部和所述连接部的一端相连、且所述延伸部的另一端向所述光电传感器的感应端所在的位置延伸，所述第二光电挡片和所述第一光电挡片的结构相同。

进一步地，所述控制单元还包括设于所述导轨安装座的增益传感器。

本实用新型还提供了一种检测机构，用于对半导体设备进行检测，包括检测装置以及如前面所述的一种基于音圈电机的运动控制装置及检测装置，待测半导体设备设置在所述运动装置的滑台上、随所述滑台进出所述检测装置。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本实用新型所述一种基于音圈电机的运动控制装置及检测装置，采用音圈电机单元作为动力源，并通过控制单元的驱动器、控制器和增益传感器，在结构上配合导轨、滑块及光电传感器，驱动滑台进行高动态性能的往复运动，并且由于本实用新型的体积小、质量轻，在同类型应用中，能够成功替代伺服丝杆运动模组，能够用于搭载半导体仪器及设备，进行检测及测试等工作。同时，本实用新型的结构简单，体积小，能够有效节省空间，具有较高的运动平滑度，易于控制，精度高，相较于原有的伺服丝杆运动模组，更加符合半导体仪器或设备的工况及检测需求。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1是本实用新型最佳实施例的第一视角整体结构示意图。

图2是本实用新型最佳实施例的第二视角整体结构示意图。

图3是本实用新型最佳实施例的侧视结构示意图。

图4是本实用新型最佳实施例的后视结构示意图。

说明书附图标记说明：1、底座；11、导轨；12、第一安装座；13、第二安装座；14、导轨安装座；15、滑块；16、第三安装座；21、定子；22、动子；3、滑台；4、增益传感器；40、光电传感器；41、第一光电挡片；42、第二光电挡片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

在直线电机的范畴中，衍生出了音圈电机。音圈电机的体积更小、质量更轻且加速度更高。在半导体这种高精密的行业中，得到了广泛推广与应用。

实施例1

参照图1至图4所示，本实用新型揭示了一种基于音圈电机的运动控制装置及检测装置，其特征在于：包括，

底座1，其设置在所述运动装置的底部、用于支撑所述运动装置，所述底座1上设有导轨11；

音圈电机单元，其设于所述底座1，所述音圈电机单元包括定子组件和动子组件，所述定子组件包括定子21，所述定子21为柱形圆筒磁铁，该柱形圆筒磁铁的一端具有用于动子进出的开口，另一端为闭口，所述柱形圆筒磁铁的中部形成空腔。所述动子组件包括动子22，所述导轨1的长度方向和所述动子22的运动方向同向，所述动子22能够运动至所述定子21的空腔，并穿梭于所述空腔；

运动单元，其包括与所述导轨1滑动连接的滑台3，所述滑台3沿水平方向设置，所述滑台3和所述动子组件相连。如此设置，所述滑台3能够在所述动子组件的带动下，沿所述导轨1的长度方向进行运动；

传感器单元，其包括光电传感器40、以及设于所述滑台3的第一光电挡片41和第二光电挡片42，所述第一光电挡片41和所述第二光电挡片42沿所述导轨11的长度方向依次间隔设置。具体的，所述第一光电挡片41和所述第二光电挡片42通过螺栓可拆卸地安装在所述滑台3的一侧，并且所述光电传感器40也设置在所述滑台3的同一侧。如此以来，所述第一光电挡片41和所述第二光电挡片42能够随所述滑台3运动，当运动至所述光电传感器40的感应端时，能够触发所述光电传感器40；

控制单元，其与所述音圈电机单元及所述光电传感器40电连接，所述控制单元包括驱动器和控制器。

从细节上看，所述运动装置还包括防撞单元，所述防撞单元包括设于所述第一安装座12的至少一个第一防撞块31。在本实施例中，所述第一安装座12上对称设有两个所述第一防撞块31，两个所述第一防撞块31对称设置在所述定子的两侧。所述第一防撞块31沿水平方向的投影长度大于所述定子21沿水平方向的投影长度。所述第一防撞块31能够起到缓冲作用，避免所述滑块3在向所述定子21所在的方向运动的过程中撞击所述定子21。

需要注意的是，所述防撞单元还包括设于所述导轨底座14上的第二防撞块32，所述第二防撞块32位于所述导轨安装座14和所述第二安装座12之间。所述第二防撞块32能够对所述第二安装座13起到缓冲作用，避免所述滑块3在远离所述定子21的运动过程中，所述第二安装座13撞击所述导轨安装座14。

本实用新型的工作原理和过程如下：当上位机发出第一指令给下位机时，所述控制单元驱动并控制所述动子22向所述第一光电挡片41所在的方向运动，同时带动与所述动子22相连的滑台3同步运动。当所述第一光电挡片42触发所述光电传感器40时，下位机接收到该信号，转换为数字信号并反馈至上位机，上位机发出停止命令。此时，所述第二安装座13接触第二防撞块32，所述动子22缓缓停止运动；

当上位机发出第二指令给下位机时，所述控制单元驱动并控制所述动子22向所述第二光电挡片42所在的方向运动，同时带动所述滑台3同步运动。当所述第二光电挡片41触发所述光点传感器40时，下位机接收到该信号，转换为数字信号反馈至上位机，上位机发出停止命令，此时，所述第二安装座13接触所述第一防撞块31，所述动子22缓缓停止运动。

由此可以得知，本实用新型所要保护的一种基于音圈电机的运动控制装置及检测装置，设有底座、音圈电机单元、运动单元、传感器单元以及控制单元，通过控制单元的驱动器和控制器控制音圈电机的动子穿梭于定子所产生的磁场之间，产生安培力，即电机推力，使动子带动滑台沿导轨的长度方向进行往复运动。通过与传感器单元的配合，使滑台能够在第一光电挡片和第二光电挡片所限定的位置进行往复运动，并且能够通过控制单元监测和调节速度波动，进而及时调节所述运动装置的动态性能。本实用新型的结构简单，体积小，能够有效节省空间，具有较高的运动平滑度，易于控制，精度高，更加符合半导体仪器或设备的工况及检测需求。

进一步地，所述定子组件还包括设于所述底座1的第一安装座12，所述定子21安装在所述第一安装座12上。其中，所述柱形圆筒磁铁闭口的一端和所述第一安装座12相连。

更进一步地，所述动子组件还包括设于所述滑台3的第二安装座13，所述动子22和所述第二安装座13相连，所述动子22通过所述第二安装座13和所述滑台3相连。

从细节上来看，所述底座1上还设有导轨安装座14，所述导轨11设于所述导轨安装座14上，所述导轨安装座14的沿高度方向的投影面积小于所述底座1沿高度方向的投影面积。所述导轨11上设有与所述导轨11滑动连接的滑块15，所述滑台3通过所述滑块15和所述导轨11相连。

所述传感器单元包括设于所述底座1侧部的第三安装座16，所述光电传感器40安装在所述第三安装座16上。所述第三安装座16通过螺栓和所述底座1锁紧。

从细节上来说，所述第一光电挡片41包括连接部和延伸部，所述连接部设于所述滑台3的一侧，所述连接部通过螺栓可拆卸地安装在所述滑台3上。所述延伸部和所述连接部的一端相连、且所述延伸部的另一端向所述光电传感器40的感应端所在的位置延伸。在本实施例中，所述延伸部和所述连接部所在的平面互相垂直，并且，将所述延伸部和所述连接部的连接处设为圆角。

需要说明的是，在本实施例中，所述第二光电挡片42采用和所述第一光电挡片41相同的结构。

所述传感器单元还包括设于所述导轨安装座的增益传感器4，所述增益传感器4和控制单元电连接。通过所述驱动器、所述控制器和所述增益传感器来监测并调节所述滑块3的运动速度，从而能够实现所述滑块3的动态性能调节，从而控制所述运动装置的运动平滑度、运动力量以及运动精度。

本实用新型采用音圈电机单元作为动力源，并通过控制单元的驱动器、控制器和增益传感器，在结构上配合导轨、滑块及光电传感器，驱动滑台进行高动态性能的往复运动，并且由于本实用新型的体积小、质量轻，在同类型应用中，能够成功替代伺服丝杆运动模组，能够用于搭载半导体仪器及设备，进行检测及测试等工作。

实施例2

本实用新型还揭示了一种检测机构，用于对半导体仪器及设备进行检测，所述检测机构包括检测装置以及如前面所述的一种基于音圈电机的运动控制装置及检测装置，所述运动装置能够用于搭载半导体仪器及设备。

在进行检测时，待测半导体设备设置在所述运动装置的滑台上、并随所述滑台3的运动进出所述检测装置，进而使所述待测半导体设备处于检测与被检测的工作状态。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种基于音圈电机的运动控制装置，其特征在于：包括，

底座，其上设有导轨；

音圈电机单元，其设于所述底座，所述音圈电机单元包括定子组件和动子组件，所述定子组件包括定子，所述动子组件包括动子，所述导轨的长度方向和所述动子的运动方向同向；

运动单元，其包括滑台、以及与所述导轨滑动连接的滑块，所述滑台和所述滑块刚性连接，所述动子组件和所述滑台相连；

传感器单元，其包括光电传感器、以及设于所述滑台的第一光电挡片和第二光电挡片，所述第一光电挡片和所述第二光电挡片沿所述导轨的长度方向依次设置，所述第一光电挡片和所述第二光电挡片能够随所述滑台运动、并触发所述光电传感器；

控制单元，其与所述音圈电机单元和所述光电传感器电连接，所述控制单元包括驱动器和控制器。

2.根据权利要求1所述的一种基于音圈电机的运动控制装置，其特征在于：所述定子组件还包括设于所述底座的第一安装座，所述定子安装在所述第一安装座上。

3.根据权利要求2所述的一种基于音圈电机的运动控制装置，其特征在于：所述动子组件还包括设于所述滑台的第二安装座，所述动子和所述第二安装座相连，所述动子通过所述第二安装座和所述滑台相连。

4.根据权利要求3所述的一种基于音圈电机的运动控制装置，其特征在于：所述底座上还设有导轨安装座，所述导轨设于所述导轨安装座上。

5.根据权利要求4所述的一种基于音圈电机的运动控制装置，其特征在于：还包括防撞单元，所述防撞单元包括设于所述第一安装座的至少一个第一防撞块，所述第一防撞块沿水平方向的投影长度大于所述定子沿水平方向的投影长度。

6.根据权利要求5所述的一种基于音圈电机的运动控制装置，其特征在于：所述防撞单元还包括设于所述导轨底座上的第二防撞块，所述第二防撞块位于所述导轨安装座和所述第二安装座之间。

7.根据权利要求1所述的一种基于音圈电机的运动控制装置，其特征在于：所述传感器单元包括设于所述底座侧部的第三安装座，所述光电传感器安装在所述第三安装座上。

8.根据权利要求1所述的一种基于音圈电机的运动控制装置，其特征在于：所述第一光电挡片包括连接部和延伸部，所述连接部设于所述滑台的一侧，所述延伸部和所述连接部的一端相连、且所述延伸部的另一端向所述光电传感器的感应端所在的位置延伸，所述第二光电挡片和所述第一光电挡片的结构相同。

9.根据权利要求4所述的一种基于音圈电机的运动控制装置，其特征在于： 所述控制单元还包括设于所述导轨安装座的增益传感器。

10.一种检测装置，用于对半导体设备进行检测，其特征在于：包括检测机构以及如权利要求1-9中任意一项所述的一种基于音圈电机的运动控制装置，待测半导体设备设置在所述运动单元的滑台上、随所述滑台往复进过所述检测机构。