[发明专利]主动式竖向定位设备及具有其的稳定器

权利要求书

1.一种主动式竖向定位设备，该定位设备用于将载荷定位在竖向上的确定位置，其特征在于，所述竖向定位设备包括：

沿竖向支撑载荷的重力平衡器，其被构造成以基本不变的力平衡所述载荷静态时的重力；

竖向微调装置，其与所述重力平衡器并联设置且被构造用于对载荷竖向上进行微调，其包括：

用于测量所述载荷的竖向位置的位置传感器；

位置控制器，其被构造成将来自位置传感器的实际位置与预设位置进行比较得出竖向偏移并基于该竖向偏移向外输出控制信号；

减震球，其被构造为设置在载荷支承板和传感器安装座之间，用于阻尼来自外部的机械高频震动；

操作连接至所述重力平衡器的调节机构，其与所述位置控制器通信连接以基于所述控制信号使载荷沿所述竖向偏移的反方向运动，从而将载荷定位在竖向上的确定位置。

2.如权利要求1所述的主动式竖向定位设备，其特征在于，其中所述重力平衡器为气浮式重力平衡器，其包括：

支承气缸，在其底部设置有经由充气口与供气气源的气路相连通的压力室；

容置在支承气缸内的柱塞杆，其伸出支承气缸外的自由端连接有用于支承载荷的载荷支承板。

3.如权利要求2所述的主动式竖向定位设备，其特征在于，所述供气气源包括储存有恒定压力气体的恒压气缸，其中所述恒压气缸与所述支承气缸并排布置并借助于供气管路向所述支承气缸的压力室供气。

4.如权利要求3所述的主动式竖向定位设备，其特征在于，还包括至少一个直线引导机构，所述直线引导机构包括固定设置在所述载荷支承板上的直线轴承座和固定设置在导轨上的直线轴承，其中所述导轨由所述恒压气缸固定支承。

5.如权利要求2所述的主动式竖向定位设备，其特征在于，所述支承气缸还包括位于上部的第二充气口且所述柱塞杆的活塞使所述支承气缸的上部的截面积不同于所述支承气缸的下部以允许竖向支承载荷。

6.如权利要求2所述的主动式竖向定位设备，其特征在于，所述调节机构包括：电机，其中所述电机的输出端连接有滚珠丝杠；

与所述滚珠丝杠螺纹连接的丝杠螺母，其固定设置在与所述载荷支承板相连接的安装座内。

7.如权利要求1所述的主动式竖向定位设备，其特征在于，其中所述重力平衡器为磁浮式重力平衡器，其包括：

柱塞杆，其自由端连接有用于支承载荷的载荷支承板且所述柱塞杆至少部分地设置有中心柱磁铁，其中所述中心柱磁铁的充磁方向为轴向；

套设位于所述柱塞杆外侧的外壳，其中所述外壳带有至少一个充磁方向为径向的环磁铁以向所述柱塞杆提供用于平衡所述载荷静态时的重力的磁浮力。

8.如权利要求7所述的主动式竖向定位设备，其特征在于，所述中心柱磁铁由至少两块瓦形磁铁围成，其中所述瓦形磁铁能够沿径向移远或者移近，从而改变所述中心柱磁铁与所述环磁铁间的磁路，进而改变施加至所述柱塞杆上的磁浮力。

9.如权利要求1至8中任一项所述的主动式竖向定位设备，其特征在于，所述位置传感器为惯性测量单元。

10.一种成像装置用稳定器，其包括能够至少在两个轴线上对成像装置增稳的增稳装置和用于竖向支撑该增稳装置的主动式竖向定位设备，其中该竖向定位设备为如权利要求1至9中任一项所述的竖向定位设备。