[发明专利]多自由度电磁阻尼器

说明书

技术领域

本发明涉及一种多自由度电磁阻尼器，属于电机技术领域。

背景技术

在光刻机装置中，存在较多的运动部件，如掩模台动子、硅片台动子以及平衡质量块等，为了减小在运动部件运动过程中的振动以及为了快速衰减不希望出现的多余运动，通常需要电磁阻尼器。在其它运动控制领域中，为了快速衰减两个运动体之间的运动，也可以采用电磁阻尼器。

电磁阻尼器通常由能够产生磁场的永磁体或电磁铁与具有良好导电性的导体板构成，当二者之间存在相对运动时，会在导体板中感应涡流。涡流与永磁体磁场之间相互作用，会产生阻碍二者相对运动的电磁力。该电磁力大小与在导体板中耗散的电功率成正比，是一种制动性质的作用力。电磁阻尼器可同时适用于旋转运动装置以及直线运动装置，产生制动力，或衰减轴向及径向振动。现有电磁阻尼器由于存在阻尼力波动大及产生的阻尼力分布不对称的缺陷，使得控制精度差。

发明内容

本发明是为了解决现有电磁阻尼器的阻尼力波动大及产生的阻尼力分布不对称的问题，提供一种多自由度电磁阻尼器。

本发明的第一种技术方案：

多自由度电磁阻尼器，它包括初级和两个次级，所述初级为低电阻率非磁性金属板，两个次级呈对称分布在初级的两侧，每个次级与初级之间形成气隙，

每个次级包括次级轭板、n+1组X向励磁单元和n组Y向励磁单元，n为正整数，

n+1组X向励磁单元和n组Y向励磁单元依次相间隔等间距排布在次级轭板上，每组X向励磁单元由多块长条形永磁体构成，该多块长条形永磁体在次级轭板上同方向等间隔均匀排列，每组Y向励磁单元由多块长条形永磁体构成，该多块长条形永磁体在次级轭板上同方向等间隔均匀排列，Y向励磁单元的多块长条形永磁体的排列方向与X向励磁单元的多块长条形永磁体的排列方向互相垂直，

次级轭板上沿n+1组X向励磁单元和n组Y向励磁单元的排布方向作为长度方向，初级的长度方向与次级轭板的长度方向相同，初级的长度为A，次级轭板上沿长度方向两端的X向励磁单元的长条形永磁体的外端面之间的距离为B，A大于B，初级的宽度大于次级轭板宽度方向上最外端长条形永磁体的外端面之间的距离，X向励磁单元的相邻长条形永磁体之间的极距或Y向励磁单元的相邻长条形永磁体之间的极距均大于两个次级的长条形永磁体气隙面之间的距离；

所有长条形永磁体的充磁方向均垂直于次级轭板，n+1组X向励磁单元的充磁方向相同，n组Y向励磁单元的充磁方向相同，X向励磁单元的相邻长条形永磁体的充磁方向相反，Y向励磁单元的相邻长条形永磁体的充磁方向相反，两个次级上相对应的长条形永磁体的充磁方向相同，所有长条形永磁体充磁方向的厚度均大于两个次级的长条形永磁体气隙面之间的距离的二分之一。

所述X向励磁单元的多块长条形永磁体沿次级轭板的长度方向或宽度方向排列。

所述X向励磁单元的多块长条形永磁体沿次级轭板的长度方向排列，该每块长条形永磁体沿其长度方向由三段永磁体纵向分段组成，三段永磁体纵向分段之间间距相等；Y向励磁单元的多块长条形永磁体沿次级轭板的宽度方向排列，该每块长条形永磁体沿其长度方向由两段永磁体横向分段组成，两段永磁体横向分段之间具有间距。

X向励磁单元的相邻长条形永磁体之间或Y向励磁单元的相邻长条形永磁体之间均安装有辅助长条形永磁体，该辅助长条形永磁体沿初级与次级的相对运动方向平行充磁，该辅助长条形永磁体的充磁方向与其所接触次级轭板中磁力线的方向相同。

本发明的第二种技术方案：

一种多自由度电磁阻尼器，它包括初级和两个次级，所述初级为低电阻率非磁性金属板，两个次级呈对称分布在初级的两侧，每个次级与初级之间形成气隙，

每个次级包括次级轭板、n+1组X向励磁单元和n组Y向励磁单元，n为正整数，所述次级轭板由非磁性材料制成，

n+1组X向励磁单元和n组Y向励磁单元依次相间隔等间距排布在次级轭板上，每组X向励磁单元由多块长条形永磁体和多块聚磁体构成，该多块长条形永磁体和多块聚磁体在次级轭板上同方向相间隔紧密排列，每组Y向励磁单元由多块长条形永磁体和多块聚磁体构成，该多块长条形永磁体和多块聚磁体在次级轭板上同方向相间隔紧密排列，Y向励磁单元的多块长条形永磁体的排列方向与X向励磁单元的多块长条形永磁体的排列方向互相垂直，