[实用新型]一种基于混合位移传感器和平面电机的位移装置

权利要求书

1.一种基于混合位移传感器和平面电机的位移装置，其特征在于，

包括工作台和定子，其中所述定子设计有一个工作区域并且所述定子包括磁体块系统，所述磁体块系统包括：

多个第一类磁体块，每个所述第一类磁体块包括多个在第一方向(X)上大致线性延伸的第一磁体，每个所述第一磁体具有与所述第一方向(X)大致正交的磁化方向，而且至少两个所述第一磁体具有彼此不同的磁化方向；以及

多个第二类磁体块，每个所述第二类磁体块包括多个在第二方向(Y)上大致线性延伸的第二磁体，所述第二方向(Y)与所述第一方向(X)大致正交，每个所述第二磁体具有与所述第二方向(Y)大致正交的磁化方向，而且至少两个所述第二磁体具有彼此不同的磁化方向，

其中，所述工作台沿第三方向(Z)可移动地与所述定子邻接配置，所述第三方向(Z)与所述第一方向(X)和所述第二方向(Y)均大致正交，所述工作台包括电机线圈系统，所述电机线圈系统包括：

第一类线圈组件，每个所述第一类线圈组件包括多个导电体，这些导电体沿着第一方向(X)大致线性延伸；以及

第二类线圈组件，每个所述第二类线圈组件包括多个导电体，这些导电体沿着第二方向(Y)大致线性延伸；

所述电机线圈系统与所述磁体块系统作用，使所述工作台在工作区范围内产生沿第一方向(X)和第二方向(Y)平动的长距离位移，以及沿第三方向(Z)平动、绕第一方向(X)、第二方向(Y)和第三方向(Z)转动的短距离位移，

所述第一类线圈组件在第一方向(X)上的尺寸基本上等于n(m₁+m₂)，其中n＝1,2,3,…，且m₁是所述第一类磁体块在第一方向上的尺寸，而m₂是与所述第一类磁体块邻接配置的所述第二类磁体块在第一方向上的尺寸，并且所述第二类线圈组件在第一方向上的尺寸基本上等于n(m₁+m₂)，其中n＝1,2,3,…，且m₁是所述第一类磁体块在第一方向上的尺寸，而m₂是与所述第一类磁体块邻接配置的所述第二类磁体块在第一方向上的尺寸，

还包括多个长距离无接触位移传感器和多个短距离无接触位移传感器，所述长距离无接触位移传感器安装在所述定子上，通过所述多个长距离无接触位移传感器的反馈信号得出所述工作台沿第一方向(X)和第二方向(Y)平动以及绕第三方向(Z)转动的三个自由度运动的位移，所述短距离无接触位移传感器以平行于Z方向且指向定子的方式安装在所述工作台上，用于测量所述工作台和所述定子的间距。

2.根据权利要求1所述的基于混合位移传感器和平面电机的位移装置，其特征在于，

所述长距离无接触位移传感器至少为三个，所述短距离无接触位移传感器至少为三个。

3.根据权利要求2所述的基于混合位移传感器和平面电机的位移装置，其特征在于，

所述长距离无接触位移传感器中，第一长距离无接触位移传感器和第二长距离无接触位移传感器以一定间距平行于第一方向(X)设置，第三长距离无接触位移传感器平行于第二方向(Y)设置。

4.根据权利要求2所述的基于混合位移传感器和平面电机的位移装置，其特征在于，

所述短距离无接触位移传感器在所述工作台上的安装位置点组成一个四边形或者三角形。

5.根据权利要求4所述的基于混合位移传感器和平面电机的位移装置，其特征在于，

所述四边形为正方形。

6.根据权利要求1所述的基于混合位移传感器和平面电机的位移装置，其特征在于，

所述长距离无接触位移传感器使用激光干涉原理的传感器或者激光三角尺。

7.根据权利要求1所述的基于混合位移传感器和平面电机的位移装置，其特征在于，

所述短距离无接触位移传感器选用超声波位移传感器、电涡流位移传感器、电容位移传感器或红外位移传感器。

8.根据权利要求1所述的基于混合位移传感器和平面电机的位移装置，其特征在于，

所述长距离传感器包括反射镜、分光镜、光源以及光信号接收和处理单元。