一种六自由度双层驱动主动隔振装置的制作方法

本发明涉及隔振装置，具体是一种六自由度双层驱动主动隔振装置。

背景技术：

1、目前半导体行业飞速发展，半导体生产设备的精度要求越来越高，设备对微振动等环境的要求也越来越敏感，少许的微振动就会降低设备的产出良率，甚至使设备不能正常工作，因此对微振动的隔离变得越来越重要。

2、由外部环境振动及设备内部反作用力引起的微振动是制约超精密仪器测量精度与超精密加工装备制造精度的关键因素之一，高性能精密隔微振技术成为精密工程、超精密制造等领域的一项核心关键技术，对该技术的研究具有重要的实际意义与应用价值。超精密测量仪器和超精密加工制造装备产生干扰的振动频率主要在0. 8～100hz内的低频振动。被动隔振器从原理上依靠降低其固有频率，滤掉来自外界的振动，隔振效果取决于其固有频率的大小。但是固有频率与隔振器刚度算术平方根成正比，即固有频率越小刚度越小。对于负载带来的扰动振源被动隔振器是无法抑制的。主动控制的隔振系统对于解决超低频微幅隔振非常有效，同时选择合适的结构和控制策略可实现对负载带来的扰动进行抑制。

3、但是精密仪器所处的环境是复杂的，不仅仅是单一的低频振动或高频振动，往往是低频振动和高频振动同时存在，而传统的隔振装置很难满足这种复杂环境振动的隔振要求。往往存在占地空间大，隔振带窄，且系统定位精度不理想。对于复杂振动环境的隔振能力较弱等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种六自由度双层驱动主动隔振装置，以解决上述背景技术中存在的问题。

2、本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种六自由度双层驱动主动隔振装置，包括顶板、驱动腿和底座，所述顶板与底座之间还安装有支撑板，所述顶板与支撑板之间通过六个驱动腿连接，所述支撑板与底座之间通过六个驱动腿连接，所述驱动腿包括外壳，所述外壳内部安装有支撑套筒，所述支撑套筒顶部固接有第一盖板，所述支撑套筒底部安装有环形底板，所述支撑套筒内部左右两侧安装有拉杆，所述拉杆顶部安装有第二盖板，所述拉杆底部与环形底板顶部连接，所述第二盖板底部中间安装有导向柱，所述第二盖板底部、导向柱外侧套装有第一金属弹簧，所述第一金属弹簧下部内侧套装有支撑腿，所述支撑腿上固接有支撑座，所述支撑座顶部与第一金属弹簧底部连接，所述导向柱底部与支撑腿顶部之间连接有压电驱动器，所述支撑腿外侧、支撑座下方安装有滑块，所述滑块顶部与环形底板连接，所述滑块底部、支撑腿外侧安装有第二金属弹簧，所述第二金属弹簧底部固接在外壳底部内侧，所述环形底板左右两侧底部分别安装有音圈电机，所述音圈电机底部安装在支撑台上，所述支撑台底部固接在外壳底部内侧，所述第一盖板顶部中间安装有导杆，所述导杆穿过外壳顶部与外壳滑动连接，所述顶板底部安装有第一位置传感器和第一速度传感器，所述支撑板底部安装有第二位置传感器和第二速度传感器，所述底座顶部安装有控制器。

4、进一步地，所述顶板、支撑板、底座均由不锈钢板制成六边形结构。

5、进一步地，所述顶板与底座中心线在同一垂面上，且各边平行相对应，所述支撑板与底座呈镜像布置。

6、进一步地，所述顶板六个角底部分别安装有第一铰链，所述支撑板六个角顶部分别安装有第二铰链，所述支撑板六个角底部与第二铰链同一垂线上分别安装有第三铰链，所述底座六个角顶部分别安装有第四铰链。

7、进一步地，顶板与支撑板之间每支所述驱动腿顶部和底部依次分别与第一铰链连接、第二铰链连接，支撑板与底座之间每支所述驱动腿顶部和底部依次分别与第三铰链、第四铰链连接。

8、进一步地，所述顶板开设有连接孔。

9、进一步地，所述外壳由不锈钢板制成两端封堵的圆柱型结构。

10、进一步地，所述支撑套筒由不锈钢板制成圆筒型结构。

11、进一步地，所述支撑台由圆钢制成。

12、进一步地，所述控制器通过电缆与第一位置传感器、第一速度传感器、第二位置传感器、第二速度传感器、驱动腿连接。

13、本发明的有益效果为：

14、本发明通过顶板、支撑板、底板设计成双层结构，且每层结构之间均通过六条驱动腿连接，可以实现六自由度的振动控制，下层结构主要实现振动控制，上层结构主要实现平台稳定，双层十二条驱动腿的设计进一步提高了系统的定位精度和隔振带宽，对0.2hz~250hz的振动干扰具有较好的隔振效果。

15、本发明驱动腿采用主被动并联的形式扩大了隔振带宽，降低了主动隔振器的负荷，提高了定位精度，延长了系统寿命；另外，被动振动控制采用第一金属弹簧与第二金属弹簧并联方式，提高了高频振动控制精度，可以实现高频250 hz的振动控制，主动振动控制采用压电驱动器与音圈电机并联方式，提高了低频振动控制精度，可以实现更低频0.2hz的振动控制，系统隔振带较宽，适用范围广，且定位精确。

技术特征：

1.一种六自由度双层驱动主动隔振装置，包括顶板、驱动腿和底座，其特征在于，所述顶板与底座之间还安装有支撑板，所述顶板与支撑板之间通过六个驱动腿连接，所述支撑板与底座之间通过六个驱动腿连接，所述驱动腿与顶板和支撑板之间、支撑板和底座之间还安装有铰链，所述驱动腿包括外壳，所述外壳内部安装有支撑套筒，所述支撑套筒顶部固接有第一盖板，所述支撑套筒底部安装有环形底板，所述支撑套筒内部左右两侧安装有拉杆，所述拉杆顶部安装有第二盖板，所述拉杆底部与环形底板顶部连接，所述第二盖板底部中间安装有导向柱，所述第二盖板底部、导向柱外侧套装有第一金属弹簧，所述第一金属弹簧下部内侧套装有支撑腿，所述支撑腿上固接有支撑座，所述支撑座顶部与第一金属弹簧底部连接，所述导向柱底部与支撑腿顶部之间连接有压电驱动器，所述支撑腿外侧、支撑座下方安装有滑块，所述滑块顶部与环形底板连接，所述滑块底部、支撑腿外侧安装有第二金属弹簧，所述第二金属弹簧底部固接在外壳底部内侧，所述环形底板左右两侧底部分别安装有音圈电机，所述音圈电机底部安装在支撑台上，所述支撑台底部固接在外壳底部内侧，所述第一盖板顶部中间安装有导杆，所述导杆穿过外壳顶部与外壳滑动连接，所述顶板底部安装有第一位置传感器和第一速度传感器，所述支撑板底部安装有第二位置传感器和第二速度传感器，所述底座顶部安装有控制器。

2.根据权利要求1所述的一种六自由度双层驱动主动隔振装置，其特征在于，所述顶板、支撑板、底座均由不锈钢板制成六边形结构。

3.根据权利要求1所述的一种六自由度双层驱动主动隔振装置，其特征在于，所述顶板与底座中心线在同一垂面上，且各边平行相对应，所述支撑板与底座呈镜像布置。

4.根据权利要求1所述的一种六自由度双层驱动主动隔振装置，其特征在于，所述顶板六个角底部分别安装有第一铰链，所述支撑板六个角顶部分别安装有第二铰链，所述支撑板六个角底部与第二铰链同一垂线上分别安装有第三铰链，所述底座六个角顶部分别安装有第四铰链。

5.根据权利要求1所述的一种六自由度双层驱动主动隔振装置，其特征在于，顶板与支撑板之间每支所述驱动腿顶部和底部依次分别与第一铰链连接、第二铰链连接，支撑板与底座之间每支所述驱动腿顶部和底部依次分别与第三铰链、第四铰链连接。

6.根据权利要求1所述的一种六自由度双层驱动主动隔振装置，其特征在于，所述顶板开设有连接孔。

7.根据权利要求1所述的一种六自由度双层驱动主动隔振装置，其特征在于，所述外壳由不锈钢板制成两端封堵的圆柱型结构。

8.根据权利要求1所述的一种六自由度双层驱动主动隔振装置，其特征在于，所述支撑套筒由不锈钢板制成圆筒型结构。

9.根据权利要求1所述的一种六自由度双层驱动主动隔振装置，其特征在于，所述支撑台由圆钢制成。

10.根据权利要求1所述的一种六自由度双层驱动主动隔振装置，其特征在于，所述控制器通过电缆与第一位置传感器、第一速度传感器、第二位置传感器、第二速度传感器、驱动腿连接。

技术总结
本发明提供一种六自由度双层驱动主动隔振装置，包括顶板、驱动腿和底座，所述顶板与底座之间还安装有支撑板，所述顶板与支撑板之间通过六个驱动腿连接，所述支撑板与底座之间通过六个驱动腿连接，所述驱动腿与顶板和支撑板之间、支撑板和底座之间还安装有铰链，所述顶板底部安装有第一位置传感器和第一速度传感器，所述支撑板底部安装有第二位置传感器和第二速度传感器，所述底座顶部安装有控制器。本发明通过顶板、支撑板、底板设计成双层结构，且每层结构之间均通过六条驱动腿连接，可以实现六自由度的振动控制，双层十二条驱动腿的设计进一步提高了系统的定位精度和隔振带宽，对0.2Hz~250Hz的振动干扰具有较好的隔振效果。

技术研发人员：马跃,尹波,赵小江,胡振军
受保护的技术使用者：大连地拓电子工程技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12