[发明专利]一种六自由度磁悬浮工件台

摘要

一种六自由度磁悬浮工件台，该装置包括底座、一个旋转驱动装置、一个平面运动装置、角度测量装置和位移测量装置。其中位移测量装置包括四个直线电机、四个PSD组件。在旋转驱动装置作用下，和旋转驱动装置环形永磁阵列动子由轴连接的平面运动装置永磁阵列定子进行旋转，使得平面运动装置永磁阵列动子和平面运动装置线圈阵列定子之间形成相位差，从而磁悬浮工件台动子即平面运动装置永磁阵列动子在水平面内实现360°旋转。同时平面运动装置永磁阵列动子在洛伦兹力作用下进行大范围的平面运动，并可进行小幅度绕X轴和Y轴转动及沿Z轴运动，实现磁悬浮工件台动台的六自由度运动。

主权项

一种六自由度磁悬浮工件台，其特征在于：该工件台包括一个底座（800），一个旋转驱动装置，一个平面运动装置，角度测量装置和位移测量装置；旋转驱动装置包括旋转驱动装置环形线圈阵列定子（400）和旋转驱动装置环形永磁阵列动子（300）；平面运动装置包括平面运动装置线圈阵列定子（200）、平面运动装置永磁阵列动子（100）和直线电机（600）；旋转驱动装置环形线圈阵列定子（400）固定在底座（800）上，旋转驱动装置环形永磁阵列动子（300）同轴悬空于旋转驱动装置环形线圈阵列定子（400）之上；平面运动装置线圈阵列定子（200）和旋转驱动装置环形永磁阵列动子（300）进行轴连接，平面运动装置永磁阵列动子（100）在磁浮作用下悬空于平面运动装置线圈阵列定子（200）之上；角度测量装置(500)位于旋转驱动装置环形永磁阵列动子(300)之上；位移测量装置PSD组件包括接收装置和发射装置，其中接收装置对称固定在平面运动装置线圈阵列定子（200）四周的直线电机（600）上，发射装置对称固定在平面运动装置永磁阵列动子(100)的四周；当平面运动装置线圈阵列定子通电时，平面运动装置线圈阵列定子（200）与平面运动装置永磁阵列动子（100）间产生洛伦兹力，使得平面运动装置永磁阵列动子（100）产生沿X轴、Y轴、Z轴方向的推力；水平方向沿x、y方向的推力实现平面运动装置永磁阵列动子（100）在XY平面上的平面运动及绕Z轴的小角度转动，沿Z轴方向的推力实现平面运动装置永磁阵列动子（100）的悬浮，并通过沿Z轴方向推力之间的差分使平面运动装置永磁阵列动子（100）绕X轴与Y轴小角度转动，因此实现平面运动装置永磁阵列动子（100）的六自由度运动；旋转驱动装置环形线圈阵列定子（400）与旋转驱动装置环形永磁阵列动子（300）之间由于洛仑兹力产生扭矩，使旋转驱动装置环形永磁阵列动子（300）实现360°转动，同时带动平面运动装置线圈阵列定子（200）进行360°转动，使得平面运动装置永磁阵列动子（100）在洛仑兹力及力矩的作用下绕Z轴进行360°旋转。