[实用新型]一种真空环境下应用的三自由度直线电机平台

说明书

本实用新型公开了一种真空环境下应用的三自由度直线电机平台，包括高精度铝制底座，高精度铝制底座的上端面中心处横向安装有X轴直线电机模组，X轴直线电机模组和高精度铝制底座固定连接，X轴直线电机模组的动子固定连接有X轴铝制安装盖板，X轴铝制安装盖板上安装有Y轴直线电机模组，Y轴直线电机模组和X轴铝制安装盖板固定连接，且Y轴直线电机模组的动子固定连接有Y轴铝制安装盖板。本实用新型具有结构合理、操控方便，精确度高的特点，通过构建了一套可以在高真空环境中正常工作的高速精密定位平台，整体体积小、结构简单稳定、容易维护、推力大、速度及加速度高、摩擦力小的特点。

技术领域

本实用新型涉及直线电机平台技术领域，具体为一种真空环境下应用的三自由度直线电机平台。

技术背景

真空环境中，普通的设备由于散发微小粒子和分子沉淀会污染真空罐。其中的有机物比如润滑脂，粘合剂，绝缘层和其他物质会有气体产生，而将普通设备用在真空环境中会带来污染真空罐或其他精密仪器的风险。普通设备所散发气体量，取决于设备自身等级和工作环境温度，或许普通的设备可以偶尔能工作在低真空环境中，但是在高真空和超高真空环境中是绝对无法使用的。

三轴直线运动平台是半导体制造重要加工设备。现代工厂，三轴直线运动平台在真空环境中有着大量的应用，例如LED或O LED的生产中会越来越多涉及到真空环境；在晶圆生产过程中不仅需要高精度的加工设备，厂家还要设法避免微小灰尘的进入。因此能在真空环境中正常工作的三轴直线运动平台，符合广泛精密加工厂商的需求。

目前大部分真空环境中使用的直线运动平台采用的是传统的“旋转电机+滚珠丝杠”结构。这种机构的运动部分存在着运动结构部分间隙大、惯性大、整体结构复杂、体积大、精度低、速度和加速度慢、维护成本高、理论行程受限等缺点，限制了设备的精度、速度和加速度的进一步提高，但是采用直线电机直驱方式的运动平台运行速度比采用传统的“旋转电机+滚珠丝杠”结构驱动方式的运动机构高若干倍，配合高精度光栅编码器定位精度高，推力大，理论行程不受限制，传动刚度可提高数倍。

因此选择真空直线电机直驱机构作为芯片封装设备和光学等高端制造装备的机械运动平台是必然的趋势。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种真空环境下应用的三自由度直线电机平台，旨在改善现有的真空环境中使用的运动进给机构定位精确度差，且自由度少的问题。

本实用新型是这样实现的：

一种真空环境下应用的三自由度直线电机平台，包括高精度铝制底座，高精度铝制底座的上端面中心处横向安装有X轴直线电机模组，X轴直线电机模组和高精度铝制底座固定连接，X轴直线电机模组的动子固定连接有X轴铝制安装盖板，X轴铝制安装盖板上安装有Y轴直线电机模组，Y轴直线电机模组和X轴铝制安装盖板固定连接，且Y轴直线电机模组的动子固定连接有Y轴铝制安装盖板，Y轴铝制安装盖板的上端安装有直线电机安装机构，直线电机安装机构和Y轴铝制安装盖板固定连接，且直线电机安装机构的侧面安装有Z轴直线电机模组，Z轴直线电机模组和直线电机安装机构固定连接。

进一步的，直线电机安装机构包括电机支撑板、加强板和恒力磁弹簧，电机支撑板的形状安装为L型结构，且电机支撑板的侧面对称安装有加强板，加强板和电机支撑板固定连接，电机支撑板的侧面对称安装有恒力磁弹簧，恒力磁弹簧和Y轴铝制安装盖板固定连接，通过安装直线电机安装机构的目的是为了便于安装Z轴直线电机模组，这样便于让Z轴直线电机模组和Y轴直线电机模组之间相互垂直，进而可以让Z轴直线电机模组能够实现纵向自由度，通过在Y轴铝制安装盖板对称安装有恒力磁弹簧，是为了让恒力磁弹簧去平衡Z轴直线电机模组的负载平衡，进而可以有效的提高Z轴直线电机模组的精确度。

进一步的，Y轴直线电机模组和X轴直线电机模组之间相互垂直，通过让Y轴直线电机模组和X轴直线电机模组之间相互垂直，是为了能够提高横向和纵向的自由度的精确度。