一种柔性二维导向机构制造技术

一种柔性二维导向机构，包含二维线性运动平台，还包含外壳、驱动杆、输入端二维同位柔性铰链、直线解耦补偿结构和输出端二维同位柔性铰链；所述二维线性运动平台的固定部安装在所述外壳上，所述输入端二维同位柔性铰链下端安装在二维线性运动平台的活动平台上，输入端二维同位柔性铰链的中部插装有一根驱动杆，输出端二维同位柔性铰链布置在外壳的外部，其下端固定在外壳上，另一根驱动杆插装在输出端二维同位柔性铰链的中部，并伸入外壳内，直线解耦补偿结构连接在两根驱动杆之间，以补偿在运动过程中，两个二维同位柔性铰链旋转中心之间的相对距离变化。本发明专利技术占用空间小，运动精度高，并具有较高的可行性。并具有较高的可行性。并具有较高的可行性。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性二维导向机构


[0001]本专利技术涉及一种光路导向机构，具体涉及一种柔性二维导向机构。

技术介绍

[0002]光刻机是超精密制造设备的皇冠，对集成电路芯片、专用芯片等电子元器件的制造至关重要。光刻机系统复杂且精密，其主要包括光源系统、物镜系统、运动载物系统、控制系统、环控系统等。其中光源系统主要用于光刻机光路的分配与导向，对光刻机的加工性能具有重要影响。鉴于光刻机光源系统体积空间小，集成度高等设计要求，光源系统各组成机构的高集成度设计要求尤为突出，需要在满足对光路导向的同时保证较低的空间占比。
[0003]照明器是光刻机光源系统中的核心零部件之一，其可带动顶端光学镜片实现两自由度的摆动运动，进而实现对光路的导向作用。照明器的功能特点决定了其结构复杂性，而光学系统高集成要求又对其结构空间占比提出了严苛要求。因而，在有限的空间内实现照明器系统集成与运动功能是照明系统机构设计的难点。照明器系统通常包括驱动模块、运动导向模块与实时测控模块，其中实时测控模块的集成研究已较为充分，如何对照明器的驱动模块与运动导向模块进行进一步结构简化，是照明器系统集成的研究方向。

技术实现思路

[0004]本专利技术是为克服现有技术不足，提供一种柔性二维导向机构。该专利技术用于实现照明器两个方向的柔性旋转运动并保证运动过程的运动精度，同时保证机构具有较高对集成度，从而实现照明机构对光路对精准导向功能。
[0005]一种柔性二维导向机构，包含二维线性运动平台，还包含外壳、驱动杆、输入端二维同位柔性铰链、直线解耦补偿结构和输出端二维同位柔性铰链；
[0006]所述二维线性运动平台、输入端二维同位柔性铰链、驱动杆和直线解耦补偿机构布置在外壳内，所述二维线性运动平台的固定部安装在所述外壳上，所述输入端二维同位柔性铰链下端安装在二维线性运动平台的活动平台上，输入端二维同位柔性铰链的中部插装有一根驱动杆，输出端二维同位柔性铰链布置在外壳的外部，其下端固定在外壳上，另一根驱动杆插装在输出端二维同位柔性铰链的中部，并伸入外壳内，直线解耦补偿结构连接在两根驱动杆之间，以补偿在运动过程中，两个二维同位柔性铰链旋转中心之间的相对距离变化。
[0007]本专利技术相比现有技术的有益效果是：
[0008]两组基于记忆合金的二维同位柔性铰链可为驱动杆提供至少两个自由度的运动，可用于实现照明器两个方向的柔性旋转运动并保证运动过程的运动精度，同时保证机构具有较高的集成度，从而实现照明机构对光路对精准导向功能。本专利技术解决了在有限的空间内实现照明器系统集成与运动功能的问题。本专利技术占用空间小，运动精度高，并具有较高的可行性。利用记忆合金代替传统柔性材料，可以进一步提高机构的运动行程，充分满足光刻机光源系统的工艺需求。
[0009]下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步地说明：
附图说明
[0010]图1为本专利技术的一种柔性二维导向机构示意图；
[0011]图2为去掉外壳后本专利技术的一种柔性二维导向机构示意图；
[0012]图3为输入端二维同位柔性铰链和输出端二维同位柔性铰链的示意图；
[0013]图4为直线解耦补偿结构的示意图；
[0014]图5为安装有记忆合金的柔性二维导向机构的示意图；
[0015]图6为本专利技术二维导向机构的工作原理示意图；
[0016]图7为直线解耦补偿结构的简化示意图。
具体实施方式
[0017]如图1和图2所示，一种柔性二维导向机构，包含二维线性运动平台2，还包含外壳1、驱动杆4、输入端二维同位柔性铰链3、直线解耦补偿结构5和输出端二维同位柔性铰链6；
[0018]所述二维线性运动平台2、输入端二维同位柔性铰链3、驱动杆4和直线解耦补偿机构5布置在外壳1内，所述二维线性运动平台2的固定部安装在所述外壳1上，所述输入端二维同位柔性铰链3下端安装在二维线性运动平台2的活动平台上，输入端二维同位柔性铰链3的中部插装有一根驱动杆4，输出端二维同位柔性铰链6布置在外壳1的外部，其下端固定在外壳1上，另一根驱动杆4插装在输出端二维同位柔性铰链6的中部，并伸入外壳1内，直线解耦补偿结构5连接在两根驱动杆4之间，以补偿在运动过程中，两个二维同位柔性铰链旋转中心之间的相对距离变化。考虑到设备有在真空环境中适用的需求，优选地，二维线性运动平台2利用现有的两个压电直线电机堆叠而成，以实现在XY平面的运动。
[0019]本实施方式的输出端二维同位柔性铰链6固定在外壳1上，如图6所示，输入端二维同位柔性铰链3、驱动杆4、直线解耦补偿结构5和输出端二维同位柔性铰链6等效为一个类曲柄滑块结构，图中G对应本实施方式中二维线性运动平台2的输出平台，3对应由本实施方式中输入端二维同位柔性铰链3，5对应本实施方式中所述直线解耦补偿机构，61对应本实施方式中所述输出端二维同位柔性铰链6以及其与外壳1的固定关系。
[0020]在一个实例中，如图3所示，所述输入端二维同位柔性铰链3包含刚性框架A3
‑
1、刚性框架B3
‑
2、刚性框架C3
‑
3和记忆合金柔性件H；刚性框架B3
‑
2通过记忆合金柔性件H分别与刚性框架A3
‑
1和刚性框架C3
‑
3相连，所述刚性框架A3
‑
1、刚性框架B3
‑
2与所述记忆合金柔性件H在记忆合金柔性件H处形成第一个旋转自由度，刚性框架B3
‑
2、刚性框架C3
‑
3与记忆合金柔性件H处形成第二个旋转自由度，两个自由度的旋转轴线布置为正交并相交于一点，一根驱动杆4插装在刚性框架B3
‑
2和刚性框架C3
‑
3的中部。
[0021]在另一个实施例中，所述输出端二维同位柔性铰链6包含刚性框架D6
‑
1、刚性框架E6
‑
2、刚性框架F6
‑
3和记忆合金柔性件H；刚性框架E6
‑
2通过记忆合金柔性件H分别与刚性框架D6
‑
1和刚性框架F6
‑
3相连，所述刚性框架D6
‑
1、刚性框架E6
‑
2与记忆合金柔性件H在记忆合金柔性件H处形成第一个旋转自由度，刚性框架E6
‑
2、刚性框架F6
‑
3与记忆合金柔性件H在记忆合金柔性件H处形成第二个旋转自由度，两个自由度的旋转轴线布置为正交并相交于一点，另一根驱动杆4插装在刚性框架D6
‑
2和刚性框架F6
‑
3的中部，刚性框架D6
‑
1固定在
外壳1上。
[0022]上述实施例中所提出的二维同位柔性铰链将两个旋转轴线布置为正交并且相交于一点，保证了所驱动的部件是绕一点转动，满足工艺要求。
[0023]较佳地，上述的正交并且相交于一点是通过下述结构实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性二维导向机构，包含二维线性运动平台(2)，其特征在于：还包含外壳(1)、驱动杆(4)、输入端二维同位柔性铰链(3)、直线解耦补偿结构(5)和输出端二维同位柔性铰链(6)；所述二维线性运动平台(2)、输入端二维同位柔性铰链(3)、驱动杆(4)和直线解耦补偿机构(5)布置在外壳(1)内，所述二维线性运动平台(2)的固定部安装在所述外壳(1)上，所述输入端二维同位柔性铰链(3)下端安装在二维线性运动平台(2)的活动平台上，输入端二维同位柔性铰链(3)的中部插装有一根驱动杆(4)，输出端二维同位柔性铰链(6)布置在外壳(1)的外部，其下端固定在外壳(1)上，另一根驱动杆(4)插装在输出端二维同位柔性铰链(6)的中部，并伸入外壳(1)内，直线解耦补偿结构(5)连接在两根驱动杆(4)之间，以补偿在运动过程中，两个二维同位柔性铰链旋转中心之间的相对距离变化。2.根据权利要求1所述一种柔性二维导向机构，其特征在于：所述输入端二维同位柔性铰链(3)包含刚性框架A(3
‑
1)、刚性框架B(3
‑
2)、刚性框架C(3
‑
3)和记忆合金柔性件(H)；刚性框架B(3
‑
2)通过记忆合金柔性件(H)分别与刚性框架A(3
‑
1)和刚性框架C(3
‑
3)相连，所述刚性框架A(3
‑
1)、刚性框架B(3
‑
2)与所述记忆合金柔性件(H)在记忆合金柔性件(H)处形成第一个旋转自由度，刚性框架B(3
‑
2)、刚性框架C(3
‑
3)与记忆合金柔性件(H)处形成第二个旋转自由度，两个自由度的旋转轴线布置为正交并相交于一点，一根驱动杆(4)插装在刚性框架B(3
‑
2)和刚性框架C(3
‑
3)的中部。3.根据权利要求1所述一种柔性二维导向机构，其特征在于：所述输出端二维同位柔性铰链(6)包含刚性框架D(6
‑
1)、刚性框架E(6
‑
2)、刚性框架F(6
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3)和记忆合金柔性件(H)；刚性框架E(6
‑
2)通过记忆合金柔性件(H)分别与刚性框架D(6
‑
1)和刚性框架F(6
‑
3)相连，所述刚性框架D(6
‑
1)、刚性框架E(6
‑
2)与记忆合金柔性件(H)在记忆合金柔性件(H)处形成第一个旋转自由度，刚性框架E(6<...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鹏越，晏祯卓，吴剑威，赵博，潘健生，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：