基于三轴联动的涂布头调平装置及方法

技术领域

本发明涉及薄膜涂布领域，具体而言，涉及基于三轴联动的涂布头调平装置及方法。

背景技术

在涂布技术的多个应用领域中，涂布机的目的是制备出薄而均匀的涂层。涂布头与涂布平台之间的平行度在这个过程中起到了极其重要的作用。

传统的涂布头调平设备通常依靠单轴旋转和两个高精度位移传感器来进行调平。操作者需手动采集传感器数据并进行调整，这样不仅操作复杂，调平精准度不高，而且若操作不当，涂布头能会发生“撞刀”现象，导致设备损坏和产品废品率增加。如何通过多轴联动操作自动精准的提高涂布头与涂布平台之间的平行度，是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于三轴联动的涂布头调平装置及方法，解决了现有技术中通常依靠单轴旋转和两个高精度位移传感器来进行调平无法满足制造所需的涂布头与涂布平台之间的平行度的技术问题，实现了减少操作难度与撞刀风险，采用三轴联动调平机构，便捷自动的调整涂布头使其与涂布平台表面平行，重复使用后精度控制于±2μm以内。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种基于三轴联动的涂布头调平装置，包括涂布头调节板，包括涂布头组件连接中心、第一轴连接中心、第二轴连接中心以及第三轴连接中心，其中，该第二轴连接中心位于该第一轴连接中心以及第三轴连接中心之间；涂布头组件，该涂布头组件包括涂布头，该涂布头具有涂液出口，该涂布头组件与涂布头组件连接中心连接；主动侧驱动组件，该主动驱动组件与该第一轴连接中心连接；中心侧组件，该中心侧组件与该第二轴连接中心连接；从动侧组件，该从动侧组件包括XY轴双十字滑台，该XY轴双十字滑台与该第三轴连接中心连接；其中，通过该主动驱动组件驱动该涂布头调节板围绕该第二轴连接中心转动，以使该从动侧组件沿XY轴双十字滑台做伴随运动。

根据本发明实施例的一个方面，基于三轴联动的涂布头调平装置还包括导轨组件，包括水平方向导轨；该主动侧驱动组件包括驱动模块、调节板传动模块以及导轨安装模块，其中，通过该调节板传动模块与第一轴连接中心连接，通过该导轨安装模块与该水平方向导轨滑动连接，该调节板传动模块将该驱动模块产生的动力传递给该涂布头调节板，其中，动力传递过程中，该调节板传动模块的运动方向是垂直方向，该导轨安装模块用于补偿该调节板传动模块的水平位移以使该涂布头调节板围绕该第二轴连接中心转动。

根据本发明实施例的一个方面，基于三轴联动的涂布头调平装置的涂布头组件还包括涂布头安装板；该涂布头调节板还包括第一安装面，该涂布头安装板通过该第一安装面安装至该涂布头调节板上；该第一安装面包括第一距离L1、第二距离L2、第三距离L3、第一角度θ1、第二角度θ2以及第三角度θ3，其中，该第一距离L1是该第一轴连接中心与该第二轴连接中心之间的直线距离，该第二距离L2是该第二轴连接中心与该第三轴连接中心之间的直线距离，该第三距离L3是该第一轴连接中心与第三轴连接中心之间的直线距离，该第一角度θ1是该第一距离L1与该第三距离L3之间的角度，该第二角度θ2是该第一距离L1与该第二距离L2之间的角度，该第三角度θ3是该第二距离L2与该第三距离L3之间的角度；所主动侧驱动组件通过轴承与第一轴连接中心连接；该中心侧组件通过轴承与该第二轴连接中心连接；该XY轴双十字滑台通过轴承与该第三轴连接中心连接。

根据本发明实施例的一个方面，基于三轴联动的涂布头调平装置还包括：该第二角度θ2等于180度。

根据本发明实施例的一个方面，基于三轴联动的涂布头调平装置还包括：该第一距离L1加该第二距离L2之和大于该第三距离L3；该第一距离L1加该第三距离L3之和大于该第二距离L2；该第二距离L2加该第三距离L3之和大于该第一距离L1。

根据本发明实施例的一个方面，基于三轴联动的涂布头调平装置还包括：该第一距离L1等于该第二距离L2。

根据本发明实施例的一个方面，基于三轴联动的涂布头调平装置还包括：该第一距离L1不等于该第二距离L2；该第一距离L1与第二距离L2之间有如下关系：L1＝α×L2，α＞1，其中，α是主动侧驱动组件平衡因子。

根据本发明实施例的一个方面，基于三轴联动的涂布头调平装置还包括：该第一安装面还包括第四距离L4，该第四距离L4是涂布头组件连接中心与第二轴连接中心之间的直线距离；该第一距离L1与第四距离L4之间有如下关系：L1＝k

根据本发明实施例的一个方面，基于三轴联动的涂布头调平方法包括：驱动分布于两侧的第一位移传感器和第二位移传感器运动，以使第一位移传感器下表面和第二位移传感器下表面位于同一目标平面内，且该目标平面与运动平台上表面平行或重合；清零第一位移传感器示数和第二位移传感器示数；驱动基于三轴联动的涂布头调平装置整体垂直下降至预设位置以更新第一位移传感器示数和第二位移传感器示数；根据更新后的第一位移传感器示数和更新后的第二位移传感器示数确定基于三轴联动的涂布头调平策略。

根据本发明实施例的一个方面，基于三轴联动的涂布头调平方法还包括：根据更新后的第一位移传感器示数和更新后的第二位移传感器示数确定第一误差，其中，第一误差＝|第一位移传感器示数-第二位移传感器示数|；若该第一误差小于预设误差阈值，则无需启动主动驱动组件；若该第一误差大于该预设误差阈值，则通过主动驱动组件驱动涂布头调节板围绕第二轴连接中心转动，以调节该第一位移传感器示数与该第二位移传感器示数，直到该第一误差小于预设误差阈值。

根据本发明实施例的一个方面，基于三轴联动的涂布头调平方法还包括：当该第一误差大于该预设误差阈值时，获取该第一误差；根据该第一误差匹配预设补偿值；根据预设补偿值通过该主动驱动组件驱动涂布头调节板围绕第二轴连接中心转动，调节该第一位移传感器示数与该第二位移传感器示数，以使调节后的第一误差小于预设误差阈值。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或有点：

由于提出了一种基于三轴联动的涂布头调平装置及方法。该装置包括：涂布头调节板：具有涂布头组件连接中心、第一轴连接中心、第二轴连接中心和第三轴连接中心。第二轴连接中心位于第一轴和第三轴连接中心之间。涂布头组件：包括涂布头和涂液出口，并与涂布头组件连接中心相连。主动侧驱动组件：主动驱动组件与所述第一轴连接中心连接。中心侧组件：与第二轴连接中心连接。从动侧组件：包括XY轴双十字滑台，与第三轴连接中心连接。通过所述主动驱动组件驱动所述涂布头调节板围绕所述第二轴连接中心转动，以使所述从动侧组件沿XY轴双十字滑台做伴随运动。不仅解决了传统的调平方法依赖单轴旋转和高精度位移传感器，需要手动数据采集和调整，过程复杂，无法满足制造所需的涂布头与涂布平台之间的平行度的技术问题，还解决了手动操作容易导致涂布头“撞刀”，从而引发设备损坏和质量问题。减少操作难度与撞刀风险，采用三轴旋转调平机构，便捷自动的调整涂布头使其与涂布平台表面平行，重复使用后精度控制于±2μm以内；通过涂布头调平操作，并由补偿值设定保证精度误差于±1μm内。主动侧驱动组件的可设转动精度优于0.0001°，该角度为涂布头调节板转动角度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明一实施例提供的基于三轴联动的涂布头调平装置的示意图；

图2为本发明一实施例提供的基于三轴联动的涂布头调平装置的示意图；

图3为本发明一实施例提供的基于三轴联动的涂布头调平装置的示意图；

图4为本发明一实施例提供的基于三轴联动的涂布头调平装置的示意图；

图5为本发明一实施例提供的基于三轴联动的涂布头调平方法的流程图；

图6为本发明一实施例提供的电子设备的结构示意图；

图7为本发明一实施例提供的基于三轴联动的涂布头调平装置的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述。在本发明的描述中，诸如“第一”、“第二”、“第三”等术语仅用于区分描述，而不能理解为指令或暗示相对重要性或先后顺序。

基于三轴联动的涂布头调平装置提供了一个高度精密和可调的方法来实现涂料或溶液的均匀涂布。这种装置在各种涂布应用中都很有用，特别是在需要高精度和一致性的场合。可选的，以下是一些的应用场景：

1.钙钛矿太阳能电池：

钙钛矿电池是一种高效、低成本的光伏电池。该装置能够精确地涂布钙钛矿材料，以确保在电池内部形成均匀和一致的层。这对于电池性能和长寿命至关重要。

2.硅基钙钛矿叠层电池：

在硅基钙钛矿叠层电池制造过程中，钙钛矿薄膜的高质量制备十分重要。对于钙钛矿薄膜的涂布过程，其精度和均匀一致性是非常关键的因素。这种三轴联动的涂布头调平装置可以确保适当的材料分布和厚度，从而提高电池的性能和可靠性。

3.有机光伏电池：

有机光伏电池使用有机半导体材料，这些材料通常需要以溶液形式涂布到基板上。精确的涂布有助于减少材料浪费并提高电池性能。

4.柔性电子设备：

在柔性电子(如柔性显示屏、传感器等)的制造过程中，涂布过程必须非常精确，以确保在柔性基板上形成均匀的导电或半导体层。

5.光电薄膜：

除了太阳能应用外，这种装置也可用于其他类型的光电薄膜，如固态或半固态储能或动力电池，其中涂布精度和均匀性同样非常关键。

6.光学涂层：

在光学应用(如镜片、窗口、传感器等)中，薄膜涂层必须具有特定的光学性质，这要求涂料在基板上具有非常高的均匀性和一致性。

通过提供精确的涂布控制，这种三轴联动的涂布头调平装置可以在这些和其他多种应用中实现优异的性能和效率。

本发明提出了一种基于三轴联动的涂布头调平装置及方法。该装置包括：涂布头调节板：具有涂布头组件连接中心、第一轴连接中心、第二轴连接中心和第三轴连接中心。第二轴连接中心位于第一轴和第三轴连接中心之间。涂布头组件：包括涂布头和涂液出口，并与涂布头组件连接中心相连。主动侧驱动组件：连接到第一轴连接中心。中心侧组件：与第二轴连接中心连接。从动侧组件：包括XY轴双十字滑台，与第三轴连接中心连接。通过所述主动驱动组件驱动所述涂布头调节板围绕所述第二轴连接中心转动，以使所述从动侧组件沿XY轴双十字滑台做伴随运动。还提供了一种基于三轴联动的涂布头调平方法，该方法主要包括以下步骤：驱动分布于两侧的第一位移传感器和第二位移传感器运动，以使第一位移传感器下表面和第二位移传感器下表面位于同一目标平面内，且该目标平面与运动平台上表面平行或重合；清零第一位移传感器示数和第二位移传感器示数；驱动基于三轴联动的涂布头调平装置整体垂直下降至预设位置以更新第一位移传感器示数和第二位移传感器示数；根据更新后的第一位移传感器示数和更新后的第二位移传感器示数确定基于三轴联动的涂布头调平策略。反馈调整：根据第一位移传感器和第二位移传感器的示数反馈，通过主动驱动组件驱动所述涂布头调节板围绕第二轴连接中心转动。目的是使第一位移传感器和第二位移传感器的示数接近一致，从而完成涂布头的调平。通过该装置及方法不仅解决了传统的调平方法依赖单轴旋转和高精度位移传感器，需要手动数据采集和调整，过程复杂，无法满足制造所需的涂布头与涂布平台之间的平行度的技术问题，还解决了手动操作容易导致涂布头“撞刀”，从而引发设备损坏和质量问题。减少操作难度与撞刀风险，采用三轴旋转调平机构，便捷自动的调整涂布头使其与涂布平台表面平行，重复使用后精度控制于±2μm以内；通过涂布头调平操作，并由补偿值设定保证精度误差于±1μm内。主动侧驱动组件的可设转动精度优于0.0001°，该角度为涂布头调节板转动角度。

本发明实施例中的技术方案为解决现有技术中通常依靠单轴旋转和两个高精度位移传感器来进行调平无法满足制造所需的涂布头与涂布平台之间的平行度的技术问题，实现了减少操作难度与撞刀风险，采用三轴联动调平机构，便捷自动的调整涂布头使其与涂布平台表面平行，重复使用后精度控制与±2μm以内。总体思路如下：

第一，通过设置基于三轴联动的涂布头调平装置，并设置第一轴连接中心、第二轴连接中心以及第三轴连接中心分别与主动侧驱动组件、中心侧组件以及从动侧组件连接，通过主动驱动组件驱动涂布头调节板围绕所述第二轴连接中心转动，以使从动侧组件沿XY轴双十字滑台做伴随运动，解决现有技术中通常依靠单轴旋转和两个高精度位移传感器来进行调平无法满足制造所需的涂布头与涂布平台之间的平行度的技术问题，达到了高精度和高稳定性的涂布效果。

第二、通过引入多个定制参数(如L1,L2,L3,θ1,θ2,θ3等)，解决了单一涂布头系统无法满足不同工况和应用需求的问题，进一步提高了调节多种工况下涂布头与涂布平台之间的平行度问题。

第三、通过设置第二角度θ2等于180度，以及对于第一距离、第二距离及第三距离的具体长度关系的设定，使得解决了结构稳定性和适应性问题，达到了更高的灵活性和适应不同工况的能力。

第四、提供了一种基于三轴联动的涂布头调平方法，该方法可选的包括以下步骤：初始化传感器：驱动两侧分布的第一位移传感器和第二位移传感器与运动平台表面接触，并清零这两个传感器的示数。装置与传感器接触：驱动整个基于三轴联动的涂布头调平装置下降，使涂布头与第一位移传感器和第二位移传感器接触。反馈调整：根据第一位移传感器和第二位移传感器的示数反馈，通过该主动驱动组件驱动该涂布头调节板围绕该第二轴连接中心转动。目的是使第一位移传感器和第二位移传感器的示数接近一致，从而完成涂布头的调平。自动化调平：这个方法通过位移传感器的反馈自动进行涂布头的调平，大大减少了人工干预的需要。准确性提高：通过位移传感器和三轴联动机构的协同工作，能够更精准地进行涂布头的调平。操作简化：该方法自动化了涂布头调平的过程，使操作更为简单和直观。安全性增强：自动化的调平过程减少了操作失误导致的安全风险，如涂布头“撞刀”。通过这一方法，您实现了涂布头调平的自动化、准确性和安全性，有效提升了整个涂布应用的效率和质量。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方

本发明的一实施例，如图1所示，是本发明一实施例提供的基于三轴联动的涂布头调平装置的示意图，如图1所示，一种基于三轴联动的涂布头调平装置100，包括涂布头调节板200，包括涂布头组件连接中心240、第一轴连接中心210、第二轴连接中心220以及第三轴连接中心230，其中，第二轴连接中心220位于上述第一轴连接中心210以及第三轴连接中心230之间。

具体的，涂布头调节板200是挂载中心，其下面连接着涂布头组件300，因此，可以通过调节涂布头调节板200来调节涂布头组件300中的涂布头310与涂布平台的平行度，若涂布头310的涂液出口平面与涂布平台不平行，可通过与三个不同的轴连接，涂布头调节板能够实现涂布头位置的三维精确调节，从而确保涂布头与涂布平台之间的高度平行度。而其中，涂布头组件连接中心240：这是涂布头与调节板连接的位置。第一轴连接中心210：与主动侧驱动组件连接。第二轴连接中心220：位于第一和第三轴之间，与中心侧组件连接。第三轴连接中心230：与从动侧组件(如XY轴双十字滑台)连接。通过上述功能和作用，涂布头调节板200有效地解决了涂布过程中涂布头与涂布平台之间平行度不足、运动不精确等一系列技术问题，从而大大提高了涂布质量和生产效率。

涂布头组件300，上述涂布头组件300包括涂布头310，涂布头310具有涂液出口，上述涂布头组件300与涂布头组件连接中心240连接；

具体的，可选的，涂布头310由耐极性溶剂腐蚀、耐酸碱和强氧化还原剂的材质形成，可以选用玻璃、不锈钢、阳极氧化铝、钛合金、聚四氟乙烯或含氟塑料。涂布头310与基板间隙越窄，液膜越薄；涂布头310缝隙宽度越窄，薄膜太阳能电池材料如钙钛矿前驱体溶液流出量越小，液膜越薄；可选的，涂布头310为狭缝涂布头、刮板涂布头或丝棒涂布头。

主动侧驱动组件110，包括驱动模块111，上述主动侧驱动组件110与第一轴连接中心210连接；

具体的，驱动模块111，可选的采用伺服电机驱动，伺服电机可以精确地控制角度、速度和位置。通过控制器接收指令后，伺服电机驱动涂布头调节板进行精确的垂直运动，例如伺服电机传动连接到涂布头调节板的第一轴连接中心210，当接收到控制信号后，伺服电机开始旋转，驱动涂布头调节板围绕该第二轴连接中心转动。由于涂布头调节板与从动侧组件(如XY轴双十字滑台)通过第三轴连接中心230连接，通过所述主动驱动组件驱动涂布头调节板围绕第二轴连接中心转动，以使从动侧组件沿XY轴双十字滑台做伴随运动。可选的，如图7所示，驱动模块111连接调节板传动模块112，可选的，驱动模块111是伺服电机，调节板传动模块112可以是齿轮和齿条传动：在这种设定下，伺服电机的输出轴连接一个小齿轮，该齿轮与一个垂直安装的齿条相啮合。当电机旋转时，齿轮会沿着齿条上下移动，从而实现调节板传动模块112的垂直直线运动，从而使得涂布头调节板围绕所述第二轴连接中心转动；可选的，调节板传动模块112还可以是丝杆传动(螺旋丝杆和丝母)：在这种传动中，伺服电机通过联轴器连接到一个垂直放置的丝杆。丝母固定在涂布头调节板上。当电机旋转丝杆时，丝母会沿着丝杆上下移动，实现垂直运动。可选的，调节板传动模块112还可以是滑台和导轨系统：滑台和导轨系统通常用于提供平稳且精确的直线运动。在这种配置中，伺服电机可以通过齿轮和齿条或丝杆传动等方式驱动滑台，在导轨上产生垂直运动。通过上述设置，伺服电机的旋转运动可以被有效地转换为调节板传动模块112的垂直直线运动，从而使得涂布头调节板围绕所述第二轴连接中心转动。驱动模块111，可选的，还可采用液压或气压驱动，使用液体或气体的压力进行驱动。通过控制阀门的开关，控制压力介质的流动，从而实现调节板传动模块112的垂直直线运动，从而使得涂布头调节板围绕所述第二轴连接中心转动。驱动模块111，可选的，还可采用皮带驱动：通过电机驱动皮带轮，皮带轮进而驱动与之连接的调节板传动模块112进行垂直直线运动。

中心侧组件120，上述中心侧组件120与上述第二轴连接中心220连接；

可选的，中心侧组件与上述第二轴连接中心固定连接，固定连接将提供更高的稳定性和可预测性，尤其是在涂布头调节板围绕所述第二轴连接中心转动时。这样的设计能会使从动侧更容易产生精确的沿XY轴双十字滑台做伴随运动。可选的，中心侧组件与上述第二轴连接中心转动连接，转动连接将会增加系统的灵活性。它能够更好地适应不同的操作条件或应用场景。

从动侧组件130，上述从动侧组件130包括XY轴双十字滑台131，上述XY轴双十字滑台131与上述第三轴连接中心230连接，可选的，X轴方向是水平方向，Y轴方向是垂直方向。

具体的，XY轴双十字滑台131是一种高精度、二维定位装置，用于在X和Y平面上进行精密移动。通常，这种滑台使用高精度的线性轴承、导轨和丝杠等机械元件。工作原理：滑台的基本原理是通过转动螺丝杆(丝杠)或使用线性驱动器来移动滑块。通过分别控制X轴和Y轴的移动，可选的，X轴方向是水平方向，Y轴方向是垂直方向，滑台可以在二维平面上进行精确定位。通常，这些系统与电脑接口，以便进行自动或半自动操作。采用XY轴双十字滑台的好处：精度高：XY轴双十字滑台由于其高精度组件和精密工程，能够非常精确地控制涂布头的位置。灵活性强：该装置可以在X和Y两个方向上进行精确调整，可选的，X轴方向是水平方向，Y轴方向是垂直方向，这意味着你可以非常精确地控制涂布头与涂布平台之间的距离和角度。做圆弧运动的便利性：在该系统中，由于XY轴双十字滑台与第三轴连接中心连接，这样使得从动侧组件(滑台)能够沿XY轴双十字滑台做伴随运动。这是一个巨大的优点，因为它允许涂布头以更自然、更均匀的方式与涂布平台接触，从而提高涂布质量。减少误差：使用XY轴双十字滑台，由于其精密度高，很能减少因涂布头与涂布平台之间距离或角度的不一致而导致的涂布不均匀。适应多种应用：由于其高度可调性，通过综合利用XY轴双十字滑台和三轴联动的优点，该涂布头调平装置能够实现高度精确、均匀的涂布效果，从而在多种高端应用中展现出其优越性能。

其中，通过主动驱动组件驱动涂布头调节板围绕第二轴连接中心转动，以使从动侧组件沿XY轴双十字滑台做伴随运动。

具体的，如图7所示，通过驱动模块111产生动力，传递到调节板传动模块112中，调节板传动模块112带动涂布头调节板围绕所述第二轴连接中心转动，以使从动侧组件沿XY轴双十字滑台做伴随运动，对于涂布头调节板的精确控制使得涂布头和涂布平台可以在非常小的误差范围内平行对齐，从而确保涂布过程的均匀性。

本发明的一实施例，如图7所示，该装置还包括导轨组件114，该导轨组件114包括水平方向导轨115；该主动侧驱动组件包括驱动模块111、调节板传动模块112以及导轨安装模块113，其中，通过该调节板传动模块112与第一轴连接中心连接，通过该导轨安装模块113与该水平方向导轨115滑动连接，该调节板传动模块112将该驱动模块111产生的动力传递给该涂布头调节板，其中，动力传递过程中，该调节板传动模块112的运动方向是垂直方向，该导轨安装模块113用于补偿该调节板传动模块112的水平位移以使该涂布头调节板围绕该第二轴连接中心转动。

本发明的一实施例，如图1、图2所示，涂布头组件300还包括涂布头安装板320；涂布头调节板200还包括第一安装面，涂布头安装板320通过上述第一安装面安装至上述涂布头调节板200上；第一安装面包括第一距离L1、第二距离L2、第三距离L3、第一角度θ1、第二角度θ2以及第三角度θ3，其中，上述第一距离L1是上述第一轴连接中心与上述第二轴连接中心之间的直线距离，上述第二距离L2是上述第二轴连接中心与上述第三轴连接中心之间的直线距离，上述第三距离L3是上述第一轴连接中心与第三轴连接中心之间的直线距离，上述第一角度θ1是上述第一距离L1与上述第三距离L3之间的角度，上述第二角度θ2是上述第一距离L1与上述第二距离L2之间的角度，上述第三角度θ3是上述第二距离L2与上述第三距离L3之间的角度。

具体的，在涂布头调平装置中，涂布头组件和涂布头调节板的几何参数(如L1、L2、L3和θ1、θ2、θ3)的设置不是随意的，而是有其特定的理由和好处。这些参数直接影响涂布头和涂布平台之间的相对运动和平行度。之所以设置这些参数是因为：几何稳定性：距离和角度参数确保系统的几何稳定性，允许涂布头和涂布平台维持在预定的相对位置。运动范围和灵活性：通过调整这些参数，可以影响涂布头在各个轴上的运动范围和灵活性，从而适应不同涂布需求。力学平衡：参数如L1,L2,和L3有助于实现系统的力学平衡，减少不必要的摩擦和磨损，从而延长设备的使用寿命。易于控制和调节：合理设置的参数可简化控制算法，使得主动驱动模块更容易实现预定的运动轨迹。设置这些参数的优势及技术效果：精确控制：设置的这些参数有助于精确地控制涂布头的运动。高度自适应：适当的距离和角度设置让系统能够更容易适应不同的涂布材料和涂布速度。快速响应与调整：这样的设置也有助于系统快速响应外界条件的变化，如涂布材料粘度的变化或生产速度的改变。降低能耗和磨损：适当的几何参数有助于降低系统的能耗和减少机械磨损。提高涂布质量：精确的平行度控制意味着涂布更均匀，从而提高最终产品的质量。便于维护和调试：合理的参数设置可以简化系统的维护和调试，节约时间和成本。通过这些几何参数的合理设置，涂布头调平装置能够实现高精度和高效率的涂布操作，特别是在涂布头和涂布平台之间需要高度平行度的应用场景中。这对于确保涂层的均匀性和最终产品质量至关重要。

主动侧驱动组件通过轴承与第一轴连接中心连接；中心侧组件通过轴承与上述第二轴连接中心连接，可选的，该轴承是精密交叉滚子轴承；XY轴双十字滑台通过轴承与上述第三轴连接中心连接。

具体的，在涂布头调平装置中，轴承的使用具有几个重要的好处和优势。减小摩擦：轴承可以有效地减少涂布头调节板和其他组件之间的摩擦，从而使设备运行更为顺畅。提高精度：轴承提供了更精确的运动控制，有助于涂布头和涂布平台之间的平行度。而中心侧组件通过精密交叉滚子轴承与上述第二轴连接中心连接，其中，精密交叉滚子轴承提供更高的运动精度和刚性，这对于涂布头调平装置中的中心侧组件至关重要，精密交叉滚子轴承承载能力：这种轴承的设计使其具有优越的径向和轴向承载能力。精密交叉滚子轴承紧凑设计：由于其高度集成和紧凑的设计，精密交叉滚子轴承可以节省空间，使整个装置更加紧凑。精密交叉滚子轴承快速响应：这种轴承有助于设备快速和精确地响应控制输入，尤其是在涂布头需要快速调整以适应不同涂布条件时。

本发明一实施例的另一方面，提供了一种三轴联动的一实施例，第二角度θ2等于180度，该实施例使得让三个轴(主动侧、中心侧、从动侧)在同一直线上，可以解决和优化涂布头与涂布平台或者运动平台之间的平行度，可选的，运动平台与涂布平台是一个平台，可选的，运动平台与涂布平台不是一个平台，但是运动平台与涂布平台是平行平台的关系。具体的优势和好处如下：提高平行度精度：将三轴设置在一条直线上可以减少涂布头被调节运动时由于结构或力矩不均匀造成的倾斜或歪斜，从而提高涂布头与涂布平台之间的平行度。提高系统的稳定性和可靠性：三轴在一条直线上有助于平衡力矩，减少机械结构中能出现的应力和磨损，从而提高系统的长期稳定性和可靠性。方便系统校准和维护：这种设计便于进行系统校准。优化材料使用和降低成本：由于设计简单，能会减少必要的机械部件和控制元件，从而降低系统的制造和运行成本。提高生产效率：更高的平行度精度意味着涂布质量更一致，这会减少不合格产品和返工，从而提高生产效率。适应性强：这样的设计也具有更好的适应性，能更容易地应用于不同规模和要求的涂布任务。总之，通过这样的设计，通过该主动驱动组件驱动该涂布头调节板围绕该第二轴连接中心转动，以使该从动侧组件沿XY轴双十字滑台做伴随运动，最终提高涂布头与涂布平台之间的平行度，从而解决了在涂布过程中能出现的一系列技术问题。

本发明一实施例的另一方面，提供了一种三轴联动的一实施例，其中，第一距离L1加上述第二距离L2之和大于上述第三距离L3；上述第一距离L1加上述第三距离L3之和大于上述第二距离L2；上述第二距离L2加上述第三距离L3之和大于上述第一距离L1，也就是说三轴采用三角形的设置，这种三轴的三角形设置(即满足三角形不等式：L1+L2>L3,L1+L3>L2,L2+L3>L1)带来的技术优势和好处如下：提高结构稳定性：这种三角形设置能增加整体结构的稳定性和刚度，降低涂布头在做被调节运动时受到的侧向扭矩和弯矩，进而提高涂布头与涂布平台之间的平行度。灵活调整：三角形的几何特性使得涂布头在垂直运动过程中的位置可通过调整三轴的位置来灵活控制，从而使得涂布过程更为精确和高效。增加力学平衡：三角形结构在力学上更加平衡，有助于减少由于不均匀力分布导致的涂布头偏移或者不平行现象。简化控制逻辑：三角形结构相对简单，可以更容易地通过数学模型来描述涂布头的动态行为，简化控制算法和逻辑。减少误差累积：在三角形设置下，任何一轴的微小偏移都不太能引起大的误差累积，因为三角形的几何关系会自动进行某种程度的“自我校正”。提高生产效率和质量：由于结构的稳定性和准确性得到提高，生产过程中需要的调试和校准时间将减少，涂布质量也会更加一致。减少维护需求和成本：由于系统更加稳定和可靠，因此需要的维护时间和成本也能减少。适用于不同规模和应用场景：三角形结构具有很好的扩展性，容易适应不同规模和不同应用需求的涂布任务。这样的三角形设置充分利用了几何和力学的优点，通过该主动驱动组件驱动该涂布头调节板围绕该第二轴连接中心转动，以使该从动侧组件沿XY轴双十字滑台做伴随运动以提高涂布头与涂布平台之间的平行度提供了强有力的技术支持。

本发明一实施例的另一方面，第一距离L1等于上述第二距离L2，如图2所示，也就是说三轴中心(第一轴连接中心、第二轴连接中心以及第三轴连接中心)形成等腰三角形结构，在涂布设备中，当主动侧驱动模块(驱动模块111)驱动涂布头调节板(涂布头调节板200)围绕该第二轴连接中心转动时，选择等腰三角形作为三轴连接中心(第一轴连接中心、第二轴连接中心、第三轴连接中心)的布局形状会有多个优势：动力学平衡和力矩平衡，等腰三角形结构确保力矩在两侧平衡。这意味着当涂布头调节板200围绕该第二轴连接中心转动时，从动侧组件(即中心侧组件和XY轴双十字滑台)能够以一个平滑、稳定的方式来做伴随运动。这种平衡能够减少误差和振动，使涂布过程更为稳定。精密控制和简化的运动方程，由于三轴连接中心的布局是等腰三角形，这就简化了运动方程和控制算法。例如，第一轴连接中心、第二轴连接中心、第三轴连接中心的中心点连线为等腰三角形，第二轴连接中心到第三距离L3的垂直高度差为9、29、50mm。电机侧驱动轴，从动侧轴中心点连线即等腰三角形的底边长度为740mm，具体来说，由于第一距离L1等于第二距离L2，这简化了运动学模型，使得计算和控制更为直接和高效。提高平行度和减少误差，等腰三角形的结构有助于提高涂布头与涂布平台之间的平行度。这意味着涂布过程中涂料的分布将更加均匀，从而提高最终产品的质量。总体而言，等腰三角形的结构优化了涂布头调节板的动力学性能，使得整个涂布过程更加稳定和高效，而且更易于控制。这就是为什么在这种应用中，等腰三角形结构具有显著的优势。

本发明一实施例的另一方面，第一距离L1不等于上述第二距离L2；第一距离L1与第二距离L2之间有如下关系：L1＝α×L2，α＞1，其中，α是主动侧驱动组件平衡因子。

具体的，本实施例的一个方案中，主动侧驱动组件的挂载重量大于从动侧组件的挂载重量，为了更精准的进行涂布头与涂布平台的调平，本发明一实施例采用一距离L1不等于上述第二距离L2；第一距离L1与第二距离L2之间有如下关系：L1＝α×L2，α＞1，其中，α是主动侧驱动组件平衡因子，由于主动侧驱动组件的挂载重量大于从动侧，设置L1大于L2有助于达到力矩的平衡。这样能确保即便在不均等负荷的条件下，涂布头和涂布平台之间的精确度也能得到保证。采用上述设置可以优化控制：这种设置可以让控制系统更准确地应对各种工况，特别是那些涉及到不均衡负荷的情况。由于主动侧的负荷更大，因为它包含了更多的驱动元件和传感器。因此，这样的设置有助于平衡整个系统，使得主动侧和从动侧的力矩达到一种相对平衡状态。这种设置相当于其他设置有助于减少由不均衡负荷引起的偏移和振动，从而提高涂布过程的精度和稳定性。总体来说，通过调整L1和L2的比例，并通过主动侧驱动组件平衡因子α来适应不均衡的负荷，能够有效地提高涂布头与涂布平台之间的精度和稳定性，这在涂布应用中是非常重要的。对于设置主动侧驱动组件平衡因子α，可选的方案是可通过以下步骤获得，首先理论计算：负荷分析：首先分析主动侧和从动侧的负荷情况，包括力和力矩。力矩平衡：根据负荷情况，用数学模型来描述力矩平衡的方程。求解因子：通过解方程来求得α的理论值。其次，模拟测试，通过建立模型：在计算机上用CAD或其他仿真软件建立设备模型。模拟分析：运行仿真程序，观察不同α值对系统性能的影响，并且优化因子：根据模拟结果，选择一个能使系统达到最优性能的α值。然后通过实验验证：实验设置：在实际设备上设置可调的α值。经过性能测试：进行一系列的负载测试，观察系统性能如何随α值改变，并且通过数据分析：根据实验数据，通过数据拟合或其他统计方法来确定一个最佳的α值。最后通过迭代优化：在实际操作中，能需要多次迭代这些步骤以达到最优α值，特别是当设备有不同工况或负荷条件变化时。通过这样的综合方法，可以获得一个理论上可行的α值，而且可以通过模拟和实验来进行验证和优化，从而确保系统达到最佳的性能和稳定性。

本发明一实施例的另一方面，上述第一安装面还包括第四距离L4，上述第四距离L4是涂布头组件连接中心与第二轴连接中心之间的直线距离：上述第一距离L1与第四距离L4之间有如下关系：L1＝k

具体的，考虑到涂布头组件的重量、动态负载以及第四距离L4对于第一距离L1在三轴联动中进行高精度调平的影响，进行了上述相关设置，通过设置L1＝k

增加精确性：确保涂布头与涂布平台之间的正确距离和方向可以提高涂布的均匀性和准确性。提高自适应性：该系统可以根据不同的工作条件和涂布头的具体负荷进行调整，从而实现最佳的工作效果。减少磨损和维护：正确的平衡和调整可以减少机器的磨损，延长其使用寿命，减少维护的需要。节省成本：通过准确地计算并应用转换因子，可以更有效地利用机器，减少浪费，节省成本。其中，转换因子k

下面对本发明提供的一种基于三轴联动的涂布头调平方法进行描述。

基于上述任一实施例，如图3、图4和图5所示，一种基于三轴联动的涂布头调平方法，包括：驱动分布于两侧的第一位移传感器410和第二位移传感器420运动，以使第一位移传感器下表面和第二位移传感器下表面位于同一目标平面内，且该目标平面与运动平台上表面平行或重合，第一位移传感器和第二位移传感器可选的采用气缸位移传感器或者激光位移传感器，利用气缸位移传感器或者激光位移传感器来使得第一位移传感器下表面和第二位移传感器下表面位于同一目标平面内，且该目标平面与运动平台上表面平行或重合；清零第一位移传感器示数和第二位移传感器示数；驱动基于三轴联动的涂布头调平装置整体垂直下降至预设位置以更新第一位移传感器示数和第二位移传感器示数；根据更新后的第一位移传感器示数和更新后的第二位移传感器示数确定基于三轴联动的涂布头调平策略。

可选的，预设位置是以下位置之一：1)涂布头与第一位移传感器上表面和第二位移传感器上表面接触时的位置；2)涂布头与第一位移传感器上表面和第二位移传感器上表面未接触时的位置。

若基于三轴联动的涂布头调平装置整体垂直下降至的预设位置是涂布头与第一位移传感器上表面和第二位移传感器上表面未接触时的位置，可采用激光传感器通过测量第一位移传感器上表面和第二位移传感器的上表面到涂布头下表面的垂直距离来更新第一位移传感器示数和第二位移传感器示数。

可选的一个方案是位移传感器(气缸式)弹出，笔头与运动平台上表面接触归零，此时将两个位移传感器示数清零，涂布头310下降接触到两个位移传感器，通过两个位移传感器示数的反馈，调节主动驱动组件中的伺服电机上下运动使示数接近一致，此时涂布头相对于运动平台上表面平行现采用三轴旋转调平机构，便捷自动的调整涂布头使其与运动平台上表面平行，重复使用后精度控制与±2μm以内。

本实施例的另外一个方面，根据更新后的第一位移传感器示数和更新后的第二位移传感器示数确定第一误差，其中，第一误差＝|第一位移传感器示数-第二位移传感器示数|；若该第一误差小于预设误差阈值，则无需启动主动驱动组件；若该第一误差大于该预设误差阈值，则通过主动驱动组件驱动涂布头调节板围绕第二轴连接中心转动，以调节该第一位移传感器示数与该第二位移传感器示数，直到该第一误差小于预设误差阈值，其中，预设误差阈值可选的，设置5μm、4μm、3μm、2μm、1μm、0.5μm或者0.75μm。其中，预设误差阈值的设置取决于多个因素，包括但不限于：精度要求：涂布头和运动平台之间所需的精度是决定预设误差阈值的关键因素。如果应用需要非常高的精度(例如微米级)，那么预设的误差阈值会相应地非常小。传感器精度：第一位移传感器和第二位移传感器的精度也会影响预设误差阈值。如果传感器自身的精度有限，设置一个非常小的预设误差阈值能没有意义。机械公差：涂布头调节板、主动驱动模块等机械部件的制造公差也会影响到可以实现的精度。环境因素：温度、湿度等也能影响到位移和精度，因此在设置预设误差阈值时能需要考虑这些因素。动态影响：涂布头在实际操作中会受到各种动态影响(如速度、加速度等)，这些也需要在设置预设误差阈值时加以考虑。实验验证：在实际操作环境中对整个系统进行测试，根据测试结果来微调预设误差阈值。安全裕度：通常会考虑一定的安全裕度，阈值不会设置得过于接近系统极限。

本实施例的另外一个方面，当该第一误差大于该预设误差阈值时，获取该第一误差；根据该第一误差匹配预设补偿值；根据预设补偿值通过该主动驱动组件驱动涂布头调节板围绕第二轴连接中心转动，调节该第一位移传感器示数与该第二位移传感器示数，以使调节后的第一误差小于预设误差阈值。通过预设补偿值设置，保证精度误差于±1μm内。主动侧驱动组件的可设转动精度优于0.0001°，该角度为涂布头调节板转动角度。预设补偿值的设置通常涉及一系列因素，包括硬件精度、系统响应时间、传感器误差以及其他工作环境变量。预设补偿值的主要目的是使系统能够在第一次测量不满足预设误差阈值的情况下，进行适当的调整来满足精度要求。主动侧驱动组件的可设转动精度优于0.0001°，意味着通过非常微小的步骤进行调整，这为高精度应用提供了能。在这种情况下，通过预设补偿值以便充分利用电机的高精度。可选的，可通过以下途径设置预设补偿值：理论分析与模拟:在设计阶段，通过对机械和电气系统的理论分析以及模拟软件的辅助，预先估计出能出现的误差类型和大小。实验获取:进行一系列实验，在不同条件下(如温度、湿度、机械负载等)测试设备性能，统计测量误差，并据此设置预设补偿值。动态调整:如果系统允许，可以设置一个动态的补偿算法，该算法会根据实时误差动态地调整补偿值。查表法:创建一个查找表，其中列出了不同大小和类型的第一误差与相应的预设补偿值之间的关系。PID控制器:如果系统复杂度和误差类型允许，可使用PID控制逻辑进行微调，这通常能提供更稳定和更精确的控制。

图6示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图6所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)601、通信接口(Communications Interface)602、存储器(memory)603和通信总线604，其中，处理器601，通信接口602，存储器603通过通信总线604完成相互间的通信。处理器601可以调用存储器603中的逻辑指令，以执行上述各方法所提供的基于三轴联动的涂布头调平方法。

此外，上述的存储器603中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例上述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，上述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，上述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的基于三轴联动的涂布头调平方法。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分上述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。