[实用新型]一种平面二自由度微扰动柔性主动隔振装置

说明书

本实用新型公开了一种平面二自由度微扰动柔性主动隔振装置，包括隔振机构本体部分、检测部分及控制部分；所述隔振机构本体部分包括气浮隔振平台，所述气浮隔振平台设置载物平台，所述载物平台与隔振机构连接，所述隔振机构包括X方向隔振机构及Y方向隔振机构，检测部分包括加速度传感器与激光测振仪；控制部分接收相应的信息得到控制信号，驱动APA线性放大器及直线电机伺服放大器，进一步驱动音圈电机及放大型压电促动器，本实用新型通过融合多传感器信息对两个方向的微振动进行精确检测，并采用对称式并联柔顺机构和APA组合对装置微振动进行抑制，可以实现对精密平台的精准主动隔振的目的。

技术领域

本实用新型涉及机构抑制隔振领域，具体涉及一种平面二自由度微扰动柔性主动隔振装置。

背景技术

精密定位是精密制造和微纳操作等学科的关键技术，高精度定位平台在如半导体加工、光学制造与检测、微装配、微机电系统(MEMS)等很多领域得到了广泛应用，并在其中起着重要作用。而高精度定位平台在实际应用过程中对微扰动振动的影响十分敏感，对系统的隔振性能提出了极高的要求，因此，精密平台的微扰动隔振机构在精密装置中起着相当重要的作用，具有重要的研究意义与应用前景。

目前压电材料驱动技术比较成熟，压电陶瓷驱动由于其具有定位精度高、输出力大、响应速度快等诸多显著优点而在超精密定位平台、主动隔振机构等方面具有广泛的应用。另一方面，柔顺机构是利用弹性材料的变形来输出位移、实现高精度定位或操作的新型机构。柔顺机构通常是利用线切割技术在一块基材上一体化加工而成，因而可以免去复杂的装配过程，可避免其他工序引入造成的误差损失。相对传统的刚性机构，它具有无间隙、无摩擦、无需润滑等优点，结合压电直接驱动技术，可以方便地进行精密位置控制，实现高精度定位，因此，在精密工程中柔顺机构有着越来越多的应用。

针对目前精密平台对系统微隔振机构的重要需求，设计一种平面二自由度的微扰动主动隔振机构具有十分重要的意义。根据分析，可以将柔顺机构应用于精密平台的隔振装置中作为传力与导向机构，并利用压电驱动作为主动隔振的关键驱动部件，通过这种方法设计的隔振装置具有高精度、响应快速等显著优点，因此具有重要的应用价值。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本实用新型提供一种平面二自由度微扰动柔性主动隔振装置，本实用新型可以实现不同微扰动输入、不同负载状况下对目标载物台与质量块在平面两个自由度方向的振动进行快速、精准的控制，达到对精密工作台进行主动隔振的目的。

本实用新型采用如下技术方案：

一种平面二自由度微扰动柔性主动隔振装置，包括隔振机构本体部分、检测部分及控制部分；

所述隔振机构本体部分包括气浮隔振平台，所述气浮隔振平台设置载物平台，所述载物平台分别与X方向隔振机构及Y方向隔振机构连接，所述X方向隔振机构与Y方向隔振机构的结构相同，均包括柔顺结构及放大型压电促动器；所述柔顺结构固定在直线滑轨上，音圈电机安装在直线滑轨上方，音圈电机的输出端通过音圈电机输出连接块与隔振机构进行连接，音圈电机的往复运动带动隔振机构在直线滑轨上运动，所述载物台上设置质量块；

所述检测部分包括加速度传感器及激光测振仪，所述加速度传感器安装在音圈电机输出连接块，检测X方向及Y方向音圈电机输入振动信号，振动信号经过电荷放大器及dSPACE控制卡输入计算机；所述激光测振仪设置在气浮隔振平台的周围，检测质量块在X及Y两个方向的微振动信号,经过激光测振仪控制器输入计算机；

所述控制部分包括音圈电机驱动器及APA控制器，所述计算机根据输入信号得到控制信号，经过dSPACE控制卡分别输入音圈电机驱动器及APA控制器，进一步驱动音圈电机及放大型压电促动器运动。

所述载物平台的底部沿圆周对称安装三个气浮垫，气浮垫通过气动回路持续供气。