一种垂直运动Z向平台的制作方法

本实用新型涉及定位设备，具体是一种垂直运动z向平台。

背景技术：

在通讯领域的光纤耦合、半导体领域的wafer缺陷检测、生物医疗领域的基因测序等技术领域中，精密定位是必要的技术，但是目前使用的精密定位设备都是能够满足平面式的高精度大行程定位要求，而不能满足垂直轴的高精度大行程定位要求。现有对垂直轴的定位是利用垂直运动的柔性铰链结构来实现，而柔性铰链的方式会对平台产生较大误差，大大降低平台的精度。

同时，在垂直轴运行时，可能会存在掉电问题，当掉电时，工作平台会由于重力下落，此时就会严重工作平台的稳定，导致工件损坏。

技术实现要素：

为解决上述现有技术方案中的缺陷，本实用新型提供一种垂直运动z向平台，本实用新型采用超薄设计，能有效节省安装空间，利用直线电机和交叉滚柱导轨保证平台的运动精度，利用双气缸实现稳定性。

为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：一种垂直运动z向平台，包括竖向设置的侧板，所述侧板上设置有相对所述侧板竖向运动的盖板，所述盖板上端固定有顶板，所述顶板的两端部分别延伸设有固定部，所述固定部凸出所述盖板两侧面设置；所述侧板两端分别固定有连接板，所述连接板上固定有横板，所述横板上固定有气缸，所述气缸的输出端固定于所述固定部上；

所述侧板相对所述盖板的侧面上开有容纳槽，所述容纳槽内设有直线电机，所述直线电机的线圈固定在所述侧板上，所述直线电机的磁轨固定在所述盖板上，所述盖板在所述直线电机的作用下相对所述侧板做上下运动；所述侧板与所述盖板之间设置有导轨；

所述容纳槽内固定有读数头，所述读数头配备有光栅尺，所述光栅尺固定在所述盖板上并随着所述盖板运动；

所述侧板上端固定有中空的管道，所述读数头的线缆、所述线圈的线缆均穿过所述管道设置。

进一步地，所述磁轨上开有螺纹孔，所述螺纹孔内设有螺栓，所述螺栓将所述磁轨固定在所述盖板上。

进一步地，所述导轨采用交叉滚柱导轨。

进一步地，所述盖板上端部固定有上挡板，所述管道贯穿所述上挡板设置。

进一步地，所述盖板下端部固定有下挡板。

进一步地，所述气缸竖直设置。

综上所述，本实用新型取得了以下技术效果：

1、本实用新型将线圈、读数头固定，让磁轨、光栅尺运动，将线圈、读数头的线缆传设在管道内，使得线缆不移动，不会影响运行的精度；

2、本实用新型在盖板上设置支撑气缸，当直线电机掉电时，气缸会支撑住盖板，不会让盖板下落，保证盖板的稳定性从而保证工作平台的稳定性。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的立体图；

图2是图1的主视图；

图3是图1的侧视图；

图4是侧板内部示意图；

图5是图4的立体图；

图中，1、侧板，2、盖板，3、磁轨，4、线圈，5、读数头，6、光栅尺，7、导轨，8、上挡板，9、管道，10、下挡板，11、连接板，12、横板，13、气缸，14、顶板，15、固定部，16、第一螺纹孔，17、第二螺纹孔，18、第三螺纹孔。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例：

如图1-3所示，一种垂直运动z向平台，包括竖向设置的侧板1，侧板1上设置有相对侧板1竖向运动的盖板2，盖板2上端固定有顶板14，顶板14的两端部分别延伸设有固定部15，固定部15凸出盖板2两侧面设置；侧板1两端分别固定有连接板11，连接板11上固定有横板12，横板12上固定有气缸13，气缸13竖直设置，气缸13的输出端固定于固定部15上。

如图4、图5所示，图4和图5中均未显示出盖板2，侧板1相对盖板2的侧面上开有容纳槽，容纳槽内设有直线电机，直线电机的线圈4固定在侧板1上，直线电机的磁轨3固定在盖板2上，具体的，磁轨3上开有第一螺纹孔16，第一螺纹孔16内设有螺栓，螺栓将磁轨3固定在盖板2上。侧板1与盖板2之间设置有导轨7，具体的，导轨7采用交叉滚柱导轨。盖板2在直线电机的作用下相对侧板1、沿着导轨7做上下运动。本实用新型保持侧板1和线圈4位置不动，让磁轨3相对线圈4在容纳槽内做上下运动，盖板2随着磁轨3运动，盖板2的外表面固定工作平台，实现工作平台的z向运动。本实施例中，气缸13的随着磁轨3动作，保持动作的一致性，避免影响盖板2的运动。

容纳槽内固定有读数头5，读数头5配备有光栅尺6，光栅尺6固定在盖板2上并随着盖板2运动，用于实现工作平台的运动定位信号反馈。

侧板1上端固定有中空的管道9，读数头5的线缆、线圈4的线缆均穿过管道9设置，保证线缆不会堆积也不会移动，不会影响磁轨的运动精度。如图5所示，盖板2上端部固定有上挡板8，具体的，上挡板8上开有第三螺纹孔18，上挡板8通过第三螺纹孔18和螺栓固定在盖板2上。上挡板8上开有通孔，管道9贯穿上挡板8的通孔设置，上挡板8置于容纳槽内，并且随着盖板2上下运动。盖板2下端部固定有下挡板10，具体的，下挡板10上开有第二螺纹孔17，下挡板10通过第二螺纹孔17和螺栓固定在盖板2上，并且随着盖板2上下运动。上挡板8、下挡板10均置于容纳槽内，不会影响运动。

本实施例中，气缸13的电源与直线电机的电源不共用，避免掉电时一同下落，影响工作。

工作原理：

侧板1、线圈4的位置保持不动，磁轨3在线圈4作用下上下运动，盖板2随之运动，上挡板8、下挡板10随着盖板2运动，上挡板8在运动时不会影响管道9中线缆的传输，保证运动精度。

当直线电机掉电时，磁轨3由于重力会有下落趋势，此时气缸13处于工作状态不会缩回，气缸13仍然能够支撑住顶板14，即支撑住盖板2，保证盖板2不会突然下落，保证盖板2的稳定性。

本实用新型将线圈、读数头固定，让磁轨、光栅尺运动，将线圈、读数头的线缆传设在管道内，使得线缆不移动，不会影响运行的精度；本实用新型在盖板上设置支撑气缸，当直线电机掉电时，气缸会支撑住盖板，不会让盖板下落，保证盖板的稳定性从而保证工作平台的稳定性。

本实用新型装置采用超薄设计，能有效节省安装空间，双气缸平衡设计不仅美观，还可以效减少气振现象，通过空气平衡负载重量，有效的避免电机长时间工作发热现象，是高刚性和高可靠性的z向纳米定位平台。

本实用新型虽然结构紧凑但是有较强的驱动能力，最大速度350mm/s，空载加速度可达1g。采用线性放大器，实验室环境做好振动隔离的前提下，本实用新型平台的在位稳定性和最小步进量可以小于5nm，主要应用于通讯领域的光纤耦合，半导体领域的wafer缺陷检测，生物医疗领域的基因测序等，可以根据客户的应用提供灵活的定制方案。

以上所述仅是对本实用新型的较佳实施方式而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。