磁悬浮平衡质量框架制造技术

磁悬浮平衡质量框架，涉及一种平衡质量框架。本发明专利技术解决了现有的平衡质量框架存在的问题，本发明专利技术提出一种新型的磁悬浮平衡质量框架。本发明专利技术的基础框架是平面矩形框架结构，所述框架结构上表面的四个角位置分别设置有四个磁悬浮支撑单元的定子，平衡质量框架位于所述基础框架的正上方，并且与四个磁悬浮支撑单元的动子固定连接；组成一对磁力恢复机构的两个磁力恢复机构的定子分别固定安装在基础框架相对的两个边上；组成一对电磁阻尼器的两个电磁阻尼器的定子分别固定安装在基础框架相对的两个边上；每个磁力恢复机构的动子与平衡质量框架固定连接，每个电磁阻尼器的动子均与平衡质量框架固定连。本发明专利技术可适用于真空环境。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是涉及ー种平衡质量框架。
技术介绍
在光刻机エ件台中，为了提高运动控制精度、减小冲击和振动，通常采用平衡质量框架来缓冲直线电机高速运动产生的反作用力，平衡质量框架一般采用静压气浮。当平衡质量框架偏离平衡位置后，需要采用恢复机构，使平衡质量框架回到平衡位置，特别是当作用到平衡质量框架上力存在高频力，由于平衡质量框架自身的阻尼小，需要外加阻尼力来快速衰减平衡质量框架的振动，以保证系统的稳定性。传统的恢复机构以及阻尼力的产生一般采用旋转电机来实现，通过检测平衡质量框架的位置和速度，采用闭环控制来使平衡质量框架快速、准确地回到平衡位置。但是上述平衡质量框架存在如下问题一是静压气浮系统复杂，且不能在真空环境下使用；ニ是恢复机构以及阻尼力的产生装置复杂，控制难度大。
技术实现思路
为了解决现有的平衡质量框架存在的问题，本专利技术提出ー种新型的磁悬浮平衡质量框架。本专利技术所述的磁悬浮平衡质量框架包括基础框架、平衡质量框架、四个磁悬浮支撑单元、ー对磁力恢复机构以及一对电磁阻尼器；基础框架是平面矩形框架结构，所述框架结构上表面的四个角位置分别设置有四个磁悬浮支撑单元的定子，该四个磁悬浮支撑单元的定子均与基础框架由固定连接；平衡质量框架与基础框架相互平行设置，且位于所述基础框架的正上方，四个磁悬浮支撑单元的动子均与该平衡质量框架固定连接；组成ー对磁カ恢复机构的两个磁力恢复机构的定子分别固定安装在基础框架相対的两个边上；组成ー对电磁阻尼器的两个电磁阻尼器的定子分别固定安装在基础框架相対的两个边上；并且，在基础框架的同一个边上同时设置有磁力恢复机构的定子和电磁阻尼器的定子；每个磁力恢复机构的动子与平衡质量框架固定连接，每个电磁阻尼器的动子均与平衡质量框架固定连。本专利技术所述的磁悬浮支撑单元可以采用下述结构磁悬浮支撑单元包括定子和动子，定子由定子永磁体和定子永磁体固定板构成，定子永磁体粘贴固定在定子永磁体固定板的气隙侧，定子永磁体为平行充磁的平板形永磁体，所述充磁方向垂直干与该定子永磁体相邻气隙所在平面；动子由动子永磁体和动子永磁体固定板构成，动子永磁体粘贴固定在动子永磁体固定板的气隙侧，动子永磁体为平行充磁的平板形永磁体，该动子永磁体的充磁方向垂直于与该动子永磁体相邻气隙所在平面；定子永磁体和动子永磁体的充磁方向相反。本专利技术所述的磁力恢复机构可以采用下述结构磁力恢复机构包括外励磁部件和内励磁部件，所述外励磁部件为筒形结构，内励磁部件位于外励磁部件内部，内励磁部件与外励磁部件之间为气隙；所述外励磁部件和内励磁部件之间产生沿水平方向相互排斥的力。本专利技术所述的电磁阻尼器可以采用下述结构电磁阻尼器由初级和次级构成，初级包括低电阻率非磁性金属板；次级为双边次级结构，初级与双边次级之间为气隙；每边次级包括轭板、(n+1)组X向励磁単元与n组Y向励磁単元，n为大于或等于I的自然数，X向励磁単元由多块长条形X向永磁体构成，所述X向永磁体沿X向均匀排列并固定在平板形的轭板上，永磁体垂直于X-Y平面平行充磁，每相邻两块永磁体的充磁方向相反；Y向励磁单元由多块长条形Y向永磁体构成，所述Y向永磁体沿Y向均匀排列并固定在平板形的轭板上，永磁体垂直于X-Y平面平行充磁，每相邻两块永磁体的充磁方向相反；初级的低电阻率非磁性金属板的面积覆盖X向励磁单元和Y向励磁単元的运动范围。本专利技术所述的磁悬浮平衡质量框架还可以包括间隙控制装置，该间隙控制装置用于调整磁悬浮支撑单元的定子和动子之间的气隙的宽度，间隙控制装置由电磁力发生单元 和控制单元构成，所述电磁力发生单元由定子和动子组成，所述动子与基础框架固定连接，所述电磁力发生单元的动子与平衡质量框架固定连接，所述电励磁发生单元的定子和动子之间产生电磁力，所述控制単元用于发出控制信号给电磁力发生单元，用于控制电磁力发生単元的定子和动子之间所产生的电磁力的大小，以调整。本专利技术的主要优点(I)平衡质量框架采用磁悬浮支撑，干扰小、精度高，且可以在真空环境下使用；(2)恢复机构采用磁力恢复机构，实现了平衡质量框架与基础框架之间的完全非接触，且结构简单，不需要主动控制；(3)阻尼系统采用电磁阻尼器，确保了平衡质量框架与基础框架之间的完全非接触，且结构简单，不需要主动控制，降低了能量消耗，提高了环境温度控制精度。附图说明图I是本专利技术所述的磁悬浮平衡质量框架的总体结构示意图。图2是图I的左视图。图3和图4是基础框架I、平衡质量框架2和四个磁悬浮支撑单元3组合之后的结构示意图，其中，图3是基础框架I和四个磁悬浮支撑单元3的定子3-1组合之后的结构示意图；图4是组合之后的整体结构示意图。图5至7是电磁阻尼器5的结构示意图，其中图5是整体结构示意图，图6是图5的正视图，图7是双边次级结构中的下次级的俯视图。图8是具体实施方式四所述的磁力恢复机构4的结构示意图。图9是具体实施方式六所述的磁力恢复机构4中的内励磁部件的结构示意图。具体实施例方式具体实施方式一本实施方式所述的磁悬浮平衡质量框架包括基础框架I、平衡质量框架2、四个磁悬浮支撑单兀3、ー对磁力恢复机构4以及ー对电磁阻尼器5 ；基础框架I是平面矩形框架结构，所述框架结构上表面的四个角位置分别设置有四个磁悬浮支撑单元3的定子3-1，该四个磁悬浮支撑单元的定子3-1均与基础框架I由固定连接；平衡质量框架2与基础框架I相互平行设置，且位于所述基础框架的正上方，四个磁悬浮支撑单元的动子3-3均与该平衡质量框架2固定连接；组成ー对磁力恢复机构4的两个磁力恢复机构4的定子4-1分别固定安装在基础框架I相対的两个边上；组成ー对电磁阻尼器5的两个电磁阻尼器5的定子5-1分别固定安装在基础框架I相対的两个边上；并且，在基础框架I的同一个边上同时设置有磁力恢复机构4的定子4-1和电磁阻尼器5的定子5-1 ； 每个磁力恢复机构4的动子4-2与平衡质量框架2固定连接，每个电磁阻尼器5 的动子5-2均与平衡质量框架2固定连。參见图I和2所示，图I是本专利技术所述的磁悬浮平衡质量框架的结构示意图，图2是图I的左视图，从图2中可以看到，ー个磁力恢复机构4和一个电磁阻尼器5位于同一侧。具体实施方式ニ 本实施方式是对具体实施方式一所述的磁悬浮平衡质量框架的进ー步限定，本实施方式中，磁悬浮支撑单元3包括定子和动子，定子由定子永磁体和定子永磁体固定板构成，定子永磁体粘贴固定在定子永磁体固定板的气隙侧，定子永磁体为平行充磁的平板形永磁体，所述充磁方向垂直干与该定子永磁体相邻气隙所在平面；动子由动子永磁体和动子永磁体固定板构成，动子永磁体粘贴固定在动子永磁体固定板的气隙侦牝动子永磁体为平行充磁的平板形永磁体，该动子永磁体的充磁方向垂直干与该动子永磁体相邻气隙所在平面；定子永磁体和动子永磁体的充磁方向相反。具体实施方式三本实施方式是对具体实施方式一所述的磁悬浮平衡质量框架的进ー步限定，本实施方式中，磁力恢复机构4包括外励磁部件和内励磁部件，所述外励磁部件为筒形结构，内励磁部件位于外励磁部件内部，内励磁部件与外励磁部件之间为气隙；所述外励磁部件和内励磁部件之间产生沿水平方向相互排斥的力。本实施方式中，外励磁部件为筒形结构，一般采用矩形筒结构。具体实施方式四參见图8说明本实施方式。本实施方式是对具体实施方式三所述的磁悬浮平衡本文档来自技高网...

【技术保护点】
磁悬浮平衡质量框架，其特征在于，它包括基础框架（1）、平衡质量框架（2）、四个磁悬浮支撑单元（3）、一对磁力恢复机构（4）以及一对电磁阻尼器（5）；基础框架（1）是平面矩形框架结构，所述框架结构上表面的四个角位置分别设置有四个磁悬浮支撑单元（3）的定子（3？1），该四个磁悬浮支撑单元的定子（3？1）均与基础框架（1）由固定连接；平衡质量框架（2）与基础框架（1）相互平行设置，且位于所述基础框架的正上方，四个磁悬浮支撑单元的动子3？2均与该平衡质量框架（2）固定连接；组成一对磁力恢复机构（4）的两个磁力恢复机构（4）的定子（4？1）分别固定安装在基础框架（1）相对的两个边上；组成一对电磁阻尼器（5）的两个电磁阻尼器（5）的定子（5？1）分别固定安装在基础框架（1）相对的两个边上；并且，在基础框架（1）的同一个边上同时设置有磁力恢复机构（4）的定子（4？1）和电磁阻尼器（5）的定子（5？1）；每个磁力恢复机构（4）的动子4？2与平衡质量框架（2）固定连接，每个电磁阻尼器（5）的动子5？2均与平衡质量框架（2）固定连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：寇宝泉，张赫，张鲁，罗俊，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：