《分體式氣足》是上海微電子裝備有限公司於2011年3月7日申請的專利，該專利的申請號為2011100532781，公布號為CN102678748A，授權公布日為2012年9月19日，發明人是李進春、齊芊楓、方潔、鄭椰琴、夏海、吳立偉。
《分體式氣足》用於支撐運動台在平台上作無摩擦運動，包括氣足板、設定在所述氣足板底部的氣浮結構、設定在所述氣足板上的真空預緊力結構，所述真空預緊力結構與所述氣足板分體式連線。該發明的分體式氣足氣浮結構與真空預緊力結構分離，避免氣足板在受到真空預緊力作用時產生彎曲變形，對氣浮區域產生的影響。
2016年12月7日，《分體式氣足》獲得第十八屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《分體式氣足》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：分體式氣足
- 公布號：CN102678748A
- 授權日：2012年9月19日
- 申請號：2011100532781
- 申請日：2011年3月7日
- 申請人：上海微電子裝備有限公司
- 地址：上海市浦東新區張東路1525號
- 發明人：李進春、齊芊楓、方潔、鄭椰琴、夏海、吳立偉
- Int.Cl.：F16C32/06(2006.01)I
- 代理機構：上海思微智慧財產權代理事務所（普通合夥）
- 代理人：屈蘅、李時雲
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,專利目的,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
氣足是為精密運動台提供氣浮軸承支撐、以保證運動台在平台（一般為大理石平台）上作無摩擦運動的關鍵部件，其包括氣浮結構和真空預緊力結構。
圖1所示為2011年3月前技術的一種方形氣足，該方形氣足的氣足板1的底面四個角為氣浮結構2a、2b、2c和2d，中心為真空預緊力結構3，所述氣浮結構2a、2b、2c和2d與所述真空預緊力結構3由所述氣足板1加工成一體，如圖2所示。
如圖2所示，氣足工作時，所述氣浮結構2a、2b、2c和2d通入正壓氣體，在氣足與平台4之間形成氣膜，使氣足受到氣浮力N的支撐，保證氣足在所述平台4上作無摩擦運動，而所述真空預緊力結構3則通入負壓氣體，使氣足受到與所述氣浮力N方向相反的真空預緊力F的作用，調節所述氣浮力N及所述真空預緊力F的大小，可調節氣足的氣浮剛度。
上述氣足結構為一體式氣足結構，即氣浮結構與真空預緊力結構由一塊氣足板加工成一體。一體式氣足結構的特點是，若要提高氣足的氣浮剛度，需同時增加所述氣浮力N和真空預緊力F，而增加所述真空預緊力F會導致所述氣足板1的中部產生彎曲（如圖2中的虛線所示），由於氣浮的氣膜厚度δ一般只有幾微米到十幾微米，因此，當所述氣足板1的彎曲量σ過大使所述氣足板1的中部與所述平台4接觸時，氣足運動將產生機械摩擦，使氣浮失去作用。
發明內容
專利目的
《分體式氣足》的目的在於提供一種分體式氣足，氣浮結構與真空預緊力結構分離，避免氣足板在受到真空預緊力作用時產生彎曲變形，對氣浮區域產生的影響。
專利目的
《分體式氣足》用於支撐運動台在平台上作無摩擦運動，包括氣足板、設定在所述氣足板底部的氣浮結構，其特徵在於，還包括設定在所述氣足板上的真空預緊力結構，所述真空預緊力結構與所述氣足板分體式連線。
上述分體式氣足，其中，所述真空預緊力結構與所述氣足板的連線點與所述氣浮結構的中心在同一條垂直於所述平台的直線上。
上述分體式氣足，其中，所述真空預緊力結構的底面所在的位置高於所述氣足板的底面所在的位置。
上述分體式氣足，其中，所述真空預緊力結構包括真空板和真空板固定框架；所述真空板設定在所述真空板固定框架的底端；所述真空板固定框架與所述氣足板連線；所述真空板與所述氣足板之間形成一真空腔。
上述分體式氣足，其中，所述真空板與所述氣足板之間設有密封圈，該密封圈用於對所述真空腔進行密封。
上述分體式氣足，其中，所述真空板固定框架通過支撐調節螺釘與所述氣足板連線，該支撐調節螺釘調節所述真空板固定框架與所述氣足板之間的距離，使所述真空板擠壓所述密封圈。
上述分體式氣足，其中，所述真空預緊力結構還包括蓋板，所述蓋板設定在所述真空板固定框架的頂端。
上述分體式氣足，其中，所述真空預緊力結構的邊沿設有柔性簧片，所述柔性簧片用於在水平面內定位所述真空預緊力結構。
上述分體式氣足，其中，所述柔性簧片包括本體、第一垂向簧片和第二垂向簧片；所述第一垂向簧片與所述第二垂向簧片設定在所述本體的一側，所述第一垂向簧片的一端與所述本體連線，所述第一垂向簧片的另一端與第二垂向簧片的一端連線；所述本體與所述氣足板連線，所述第一垂向簧片與所述第二垂向簧片分別與所述真空預緊力結構連線。
上述分體式氣足，其中，所述氣足板底部的四個角各設有氣浮結構。
上述分體式氣足，其中，所述真空預緊力結構的四個角分別與所述氣足板連線，一個連線點與一個氣浮結構的中心在同一條垂直於所述平台的直線上。
改善效果
《分體式氣足》由於真空預緊力結構與氣足板分離，且真空預緊力結構與氣足板的連線點與氣浮結構的中心在同一條垂直於平台的直線上，因此，真空預緊力對氣足板力的作用點與氣浮結構的中心在同一條垂直於平台的直線上，不會導致氣足板產生彎曲變形，不會影響氣足正常工作；該發明分體式氣足能夠滿足較高剛度的氣浮需求。
附圖說明
《分體式氣足》的分體式氣足由以下的實施例及附圖給出。
圖1是2011年3月前技術的氣足的示意圖。
圖2是2011年3月前技術的氣足工作時的原理圖。
圖3是該發明分體式氣足的俯視圖。
圖4是該發明分體式氣足的底部示意圖。
圖5是圖3中A-A階梯剖視圖。
圖6是該發明中柔性簧片的結構示意圖。
圖7是該發明分體式氣足工作時的原理圖。
技術領域
《分體式氣足》涉及微電子裝備，尤其涉及一種分體式氣足。
權利要求
1.一種分體式氣足，用於支撐運動台在平台上作無摩擦運動，包括氣足板、設定在所述氣足板底部的氣浮結構，其特徵在於，還包括設定在所述氣足板上的真空預緊力結構，所述真空預緊力結構與所述氣足板分體式連線。
2.如權利要求1所述的分體式氣足，其特徵在於，所述真空預緊力結構與所述氣足板的連線點與所述氣浮結構的中心在同一條垂直於所述平台的直線上。
3.如權利要求1所述的分體式氣足、其特徵在於，所述真空預緊力結構的底面所在的位置高於所述氣足板的底面所在的位置。
4.如權利要求1所述的分體式氣足，其特徵在於，所述真空預緊力結構包括真空板和真空板固定框架；所述真空板設定在所述真空板固定框架的底端；所述真空板固定框架與所述氣足板連線；所述真空板與所述氣足板之間形成一真空腔。
5.如權利要求4所述的分體式氣足，其特徵在於，所述真空板與所述氣足板之間設有密封圈，該密封圈用於對所述真空腔進行密封。
6.如權利要求5所述的分體式氣足，其特徵在於，所述真空板固定框架通過支撐調節螺釘與所述氣足板連線，該支撐調節螺釘調節所述真空板固定框架與所述氣足板之間的距離，使所述真空板擠壓所述密封圈。
7.如權利要求4所述的分體式氣足，其特徵在於，所述真空預緊力結構還包括蓋板，所述蓋板設定在所述真空板固定框架的頂端。
8.如權利要求1所述的分體式氣足，其特徵在於，所述真空預緊力結構的邊沿設有柔性簧片，所述柔性簧片用於在水平面內定位所述真空預緊力結構。
9.如權利要求8所述的分體式氣足，其特徵在於，所述柔性簧片包括本體、第一垂向簧片和第二垂向簧片；所述第一垂向簧片與所述第二垂向簧片設定在所述本體的一側，所述第一垂向簧片的一端與所述本體連線，所述第一垂向簧片的另一端與第二垂向簧片的一端連線；所述本體與所述氣足板連線，所述第一垂向簧片與所述第二垂向簧片分別與所述真空預緊力結構連線。
10.如權利要求1～9中任一權利要求所述的分體式氣足，其特徵在於，所述氣足板底部的四個角各設有氣浮結構。
11.如權利要求10所述的分體式氣足，其特徵在於，所述真空預緊力結構的四個角分別與所述氣足板連線，一個連線點與一個氣浮結構的中心在同一條垂直於所述平台的直線上。
實施方式
以下將結合圖3～圖7對《分體式氣足》作進一步的詳細描述。
《分體式氣足》包括氣足板、設定在所述氣足板底部的氣浮結構、以及設定在所述氣足板上的真空預緊力結構，所述真空預緊力結構與所述氣足板分體式連線，且所述真空預緊力結構與所述氣足板的連線點與所述氣浮結構的中心在同一條垂直於所述平台的直線上，所述真空預緊力結構的底面所在的位置高於所述氣足板的底面所在的位置，所述真空預緊力結構的底面與所述氣足板的底面之間形成一真空腔。
《分體式氣足》由於真空預緊力結構與氣足板分離，且真空預緊力結構與氣足板的連線點與氣浮結構的中心在同一條垂直於平台的直線上，因此，真空預緊力對氣足板力的作用點與氣浮結構的中心在同一條垂直於平台的直線上，不會導致氣足板產生彎曲變形，不會影響氣足正常工作。
現以具體實施例詳細說明《分體式氣足》分體式氣足：
該實施例分體式氣足是為精密運動台提供氣浮軸承支撐、以保證運動台在平台（一般為大理石平台）上作無摩擦運動的關鍵部件。
參見圖3和圖4，該實施例分體式氣足包括氣足板6，所述氣足板6底部的四個角各設有氣浮結構2′a、2′b、2′c、2′d，所述氣足板6上設有真空預緊力結構7；
可通過對所述氣足板6進行加工形成所述氣浮結構2′a、2′b、2′c、2′d，即所述氣浮結構2′a、2′b、2′c、2′d與所述氣足板6成一體。
真空預緊力結構設定在所述氣足板6上，所述真空預緊力結構與所述氣足板6分體式連線。
參見圖5，所述真空預緊力結構7包括真空板12、真空板固定框架9和蓋板10；
所述真空板12設定在所述真空板固定框架9的底端；
所述真空板固定框架9通過支撐調節螺釘8與所述氣足板6連線；
所述蓋板10設定在所述真空板固定框架9的頂端；
所述真空板12所在的位置高於所述氣足板6的底面所在的位置，在所述真空板12與所述氣足板6之間形成一真空腔13。
如圖5所示，所述真空板12通過螺釘固定在所述真空板固定框架9的底端，所述蓋板10通過螺釘固定在所述真空板固定框架9的頂端；所述氣足板6上部的中央為階梯狀的中空結構，所述真空預緊力結構7設定在該中空結構內；所述真空板12與所述氣足板6的底端之間形成一真空腔13，所述真空板12與所述氣足板6之間設有橡膠密封圈11，該橡膠密封圈11對所述真空腔13進行密封；如圖3所示，所述真空板固定框架9的四個角分別通過一所述支撐調節螺釘8與所述氣足板6連線；所述四個支撐調節螺釘8所處的位置分別與所述氣足板6底部的四個氣浮結構2′a、2′b、2′c、2′d的中心O1、O2、O3、O4在同一條垂直於所述平台4的直線上；繼續參見圖5，所述支撐調節螺釘8用於調節所述真空板固定框架9與所述氣足板6之間的距離；調節所述支撐調節螺釘8，使所述真空板固定框架9相對所述氣足板6向上運動（即增大所述真空板固定框架9與所述氣足板6之間的距離），所述真空板固定框架9的向上運動帶動所述真空板12一起向上運動，使所述真空板12擠壓所述橡膠密封圈11，進一步保證了所述真空腔13的密封性；繼續參見圖3，所述真空板固定框架9在水平方向採用三個柔性簧片5a、5b、5c進行定位，以限制所述真空預緊力結構7在水平方向以及繞水平向旋轉的自由度；所述真空板固定框架9近似呈矩形，所述三個柔性簧片5a、5b、5c分別設定在所述真空板固定框架9的三條邊沿上。
參見圖6，所述柔性簧片5a包括本體51、第一垂向簧片52和第二垂向簧片53；所述第一垂向簧片52與所述第二垂向簧片53設定在所述本體51的同側，所述第一垂向簧片52的一端與所述本體51連線，所述第一垂向簧片52的另一端與第二垂向簧片53的一端連線；所述本體51與所述氣足板6連線，所述第一垂向簧片52與所述第二垂向簧片53分別與所述真空板固定框架9連線；如圖5和圖6所示，所述本體51通過螺釘固定在所述氣足板6上（垂直方向），所述第一垂向簧片52和所述第二垂向簧片53上各設有一安裝孔54，所述第一垂向簧片52和所述第二垂向簧片53均通過該安裝孔54與所述真空板固定框架9連線（水平方向）；所述柔性簧片在水平方向上為高剛性，以保證氣足在跟隨精密運動台運動時氣浮結構和真空預緊力結構不會產生水平方向的相對運動，其在垂直方向上為低剛度的簧片，以保證所述支撐調節螺釘8能對所述真空板固定框架9與所述氣足板6之間的距離進行調節。
結合圖7，說明《分體式氣足》的工作原理：
分體式氣足工作時，所述氣足板6受到所述四個氣浮結構2′a、2′b、2′c、2′d產生的氣浮力N的作用（每個氣浮結構均對所述氣足板6施加氣浮力N的作用），所述氣浮力N的作用點在所述氣浮結構的中心，方向垂直於所述平台4向上；向所述真空腔13內通入負壓氣體，使所述真空預緊力結構7受到一個真空預緊力F的作用，在所述真空預緊力F的作用下，所述真空預緊力結構7對所述氣足板6產生力的作用，由於所述真空預緊力結構7通過四個所述支撐調節螺釘8與所述氣足板6連線，因此，所述真空預緊力結構7對所述氣足板6施加的力可分解為四個分力F1、F2、F3、F4，所述四個分力F1、F2、F3、F4的作用點分別與所述四個氣浮結構2a、2b、2c、2d的中心O1、O2、O3、O4在同一條垂直於所述平台4的直線上，方向均垂直於所述平台4向下，且F＝F1+F2+F3+F4；如圖7所示，所述氣浮力N與所述分力F1大小相等，方向相反，作用點在同一條垂直於所述平台4的直線上，因此，所述氣足板6不會產生彎曲變形；
所述柔性簧片5a、5b、5c在垂直方向上的柔性可保證所述四個分力F1、F2、F3、F4的作用點與所述四個氣浮結構2a、2b、2c、2d的中心O1、O2、O3、O4在同一條垂直於所述平台4的直線上；
所述真空板12雖然在所述真空預緊力F的作用下，其中部會產生彎曲（如圖7中的虛線所示），但是，只要保證所述真空板12的彎曲量ε小於所述真空板12（所述真空板12未產生彎曲前）與所述平台14之間的距離γ，所述真空板12的彎曲就不會對氣足的運動產生影響，而所述距離γ的大小完全可以通過氣足結構設計保證。
榮譽表彰
2016年12月7日，《分體式氣足》獲得第十八屆中國專利優秀獎。
