本发明的分体式气足用于支撑运动台在平台上作无摩擦运动,包括气足板、设置在所述气足板底部的气浮结构、设置在所述气足板上的真空预紧力结构,所述真空预紧力结构与所述气足板分体式连接。本发明的分体式气足气浮结构与真空预紧力结构分离,避免气足板在受到真空预紧力作用时产生弯曲变形,对气浮区域产生的影响。
1.一种分体式气足,用于支撑运动台在平台上作无摩擦运动,包括气足板、设置在所述气足板底部的气浮结构,其特征在于,还包括设置在所述气足板上的真空预紧力结构,所述真空预紧力结构与所述气足板分体式连接;所述真空预紧力结构包括真空板和真空板固定框架;所述真空板设置在所述真空板固定框架的底端;所述真空板固定框架与所述气足板连接;所述真空板与所述气足板之间形成一真空腔。
2.如权利要求1所述的分体式气足,其特征在于,所述真空预紧力结构与所述气足板的连接点与所述气浮结构的中心在同一条垂直于所述平台的直线上。
3.如权利要求1所述的分体式气足、其特征在于,所述真空预紧力结构的底面所在的位置高于所述气足板的底面所在的位置。
4.如权利要求1所述的分体式气足,其特征在于,所述真空板与所述气足板之间设有密封圈,该密封圈用于对所述真空腔进行密封。
5.如权利要求4所述的分体式气足,其特征在于,所述真空板固定框架通过支撑调节螺钉与所述气足板连接,该支撑调节螺钉调节所述真空板固定框架与所述气足板之间的距离,使所述真空板挤压所述密封圈。
6.如权利要求1所述的分体式气足,其特征在于,所述真空预紧力结构还包括盖板,所述盖板设置在所述真空板固定框架的顶端。
7.如权利要求1所述的分体式气足,其特征在于,所述真空预紧力结构的边沿设有柔性簧片,所述柔性簧片用于在水平面内定位所述真空预紧力结构。
8.如权利要求7所述的分体式气足,其特征在于,所述柔性簧片包括本体、第一垂向簧片和第二垂向簧片;所述第一垂向簧片与所述第二垂向簧片设置在所述本体的一侧,所述第一垂向簧片的一端与所述本体连接,所述第一垂向簧片的另一端与第二垂向簧片的一端连接;所述本体与所述气足板连接,所述第一垂向簧片与所述第二垂向簧片分别与所述真空预紧力结构连接。
9.如权利要求1~8中任一权利要求所述的分体式气足,其特征在于,所述气足板底部的四个角各设有气浮结构。
10.如权利要求9所述的分体式气足,其特征在于,所述真空预紧力结构的四个角分别与所述气足板连接,一个连接点与一个气浮结构的中心在同一条垂直于所述平台的直线上。技术领域
本发明涉及微电子装备,尤其涉及一种分体式气足。
背景技术
气足是为精密运动台提供气浮轴承支撑、以保证运动台在平台(一般为大理石平台)上作无摩擦运动的关键部件,其包括气浮结构和真空预紧力结构。图1所示为现有技术的一种方形气足,该方形气足的气足板1的底面四个角为气浮结构2a、2b、2c和2d,中心为真空预紧力结构3,所述气浮结构2a、2b、2c和2d与所述真空预紧力结构3由所述气足板1加工成一体,如图2所示。如图2所示,气足工作时,所述气浮结构2a、2b、2c和2d通入正压气体,在气足与平台4之间形成气膜,使气足受到气浮力N的支撑,保证气足在所述平台4上作无摩擦运动,而所述真空预紧力结构3则通入负压气体,使气足受到与所述气浮力N方向相反的真空预紧力F的作用,调节所述气浮力N及所述真空预紧力F的大小,可调节气足的气浮刚度。上述气足结构为一体式气足结构,即气浮结构与真空预紧力结构由一块气足板加工成一体。一体式气足结构的特点是,若要提高气足的气浮刚度,需同时增加所述气浮力N和真空预紧力F,而增加所述真空预紧力F会导致所述气足板1的中部产生弯曲(如图2中的虚线所示),由于气浮的气膜厚度δ一般只有几微米到十几微米,因此,当所述气足板1的弯曲量σ过大使所述气足板1的中部与所述平台4接触时,气足运动将产生机械摩擦,使气浮失去作用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种分体式气足,气浮结构与真空预紧力结构分离,避免气足板在受到真空预紧力作用时产生弯曲变形,对气浮区域产生的影响。为了达到上述的目的,本发明提供一种分体式气足,用于支撑运动台在平台上作无摩擦运动,包括气足板、设置在所述气足板底部的气浮结构,其特征在于,还包括设置在所述气足板上的真空预紧力结构,所述真空预紧力结构与所述气足板分体式连接。上述分体式气足,其中,所述真空预紧力结构与所述气足板的连接点与所述气浮结构的中心在同一条垂直于所述平台的直线上。上述分体式气足,其中,所述真空预紧力结构的底面所在的位置高于所述气足板的底面所在的位置。上述分体式气足,其中,所述真空预紧力结构包括真空板和真空板固定框架;所述真空板设置在所述真空板固定框架的底端;所述真空板固定框架与所述气足板连接;所述真空板与所述气足板之间形成一真空腔。上述分体式气足,其中,所述真空板与所述气足板之间设有密封圈,该密封圈用于对所述真空腔进行密封。上述分体式气足,其中,所述真空板固定框架通过支撑调节螺钉与所述气足板连接,该支撑调节螺钉调节所述真空板固定框架与所述气足板之间的距离,使所述真空板挤压所述密封圈。上述分体式气足,其中,所述真空预紧力结构还包括盖板,所述盖板设置在所述真空板固定框架的顶端。上述分体式气足,其中,所述真空预紧力结构的边沿设有柔性簧片,所述柔性簧片用于在水平面内定位所述真空预紧力结构。上述分体式气足,其中,所述柔性簧片包括本体、第一垂向簧片和第二垂向簧片;所述第一垂向簧片与所述第二垂向簧片设置在所述本体的一侧,所述第一垂向簧片的一端与所述本体连接,所述第一垂向簧片的另一端与第二垂向簧片的一端连接;所述本体与所述气足板连接,所述第一垂向簧片与所述第二垂向簧片分别与所述真空预紧力结构连接。上述分体式气足,其中,所述气足板底部的四个角各设有气浮结构。上述分体式气足,其中,所述真空预紧力结构的四个角分别与所述气足板连接,一个连接点与一个气浮结构的中心在同一条垂直于所述平台的直线上。本发明分体式气足由于真空预紧力结构与气足板分离,且真空预紧力结构与气足板的连接点与气浮结构的中心在同一条垂直于平台的直线上,因此,真空预紧力对气足板力的作用点与气浮结构的中心在同一条垂直于平台的直线上,不会导致气足板产生弯曲变形,不会影响气足正常工作;本发明分体式气足能够满足较高刚度的气浮需求。
附图说明
本发明的分体式气足由以下的实施例及附图给出。图1是现有技术的气足的示意图。图2是现有技术的气足工作时的原理图。图3是本发明分体式气足的俯视图。图4是本发明分体式气足的底部示意图。图5是图3中A-A阶梯剖视图。图6是本发明中柔性簧片的结构示意图。图7是本发明分体式气足工作时的原理图。
具体实施方式
以下将结合图3~图7对本发明的分体式气足作进一步的详细描述。本发明分体式气足包括气足板、设置在所述气足板底部的气浮结构、以及设置在所述气足板上的真空预紧力结构,所述真空预紧力结构与所述气足板分体式连接,且所述真空预紧力结构与所述气足板的连接点与所述气浮结构的中心在同一条垂直于所述平台的直线上,所述真空预紧力结构的底面所在的位置高于所述气足板的底面所在的位置,所述真空预紧力结构的底面与所述气足板的底面之间形成一真空腔。本发明分体式气足由于真空预紧力结构与气足板分离,且真空预紧力结构与气足板的连接点与气浮结构的中心在同一条垂直于平台的直线上,因此,真空预紧力对气足板力的作用点与气浮结构的中心在同一条垂直于平台的直线上,不会导致气足板产生弯曲变形,不会影响气足正常工作。现以具体实施例详细说明本发明分体式气足:本实施例分体式气足是为精密运动台提供气浮轴承支撑、以保证运动台在平台(一般为大理石平台)上作无摩擦运动的关键部件。参见图3和图4,本实施例分体式气足包括气足板6,所述气足板6底部的四个角各设有气浮结构2′a、2′b、2′c、2′d,所述气足板6上设有真空预紧力结构7;可通过对所述气足板6进行加工形成所述气浮结构2′a、2′b、2′c、2′d,即所述气浮结构2′a、2′b、2′c、2′d与所述气足板6成一体。真空预紧力结构设置在所述气足板6上,所述真空预紧力结构与所述气足板6分体式连接。参见图5,所述真空预紧力结构7包括真空板12、真空板固定框架9和盖板10;所述真空板12设置在所述真空板固定框架9的底端;所述真空板固定框架9通过支撑调节螺钉8与所述气足板6连接;所述盖板10设置在所述真空板固定框架9的顶端;所述真空板12所在的位置高于所述气足板6的底面所在的位置,在所述真空板12与所述气足板6之间形成一真空腔13。如图5所示,所述真空板12通过螺钉固定在所述真空板固定框架9的底端,所述盖板10通过螺钉固定在所述真空板固定框架9的顶端;所述气足板6上部的中央为阶梯状的中空结构,所述真空预紧力结构7设置在该中空结构内;所述真空板12与所述气足板6的底端之间形成一真空腔13,所述真空板12与所述气足板6之间设有橡胶密封圈11,该橡胶密封圈11对所述真空腔13进行密封;如图3所示,所述真空板固定框架9的四个角分别通过一所述支撑调节螺钉8与所述气足板6连接;所述四个支撑调节螺钉8所处的位置分别与所述气足板6底部的四个气浮结构2′a、2′b、2′c、2′d的中心O₁、O₂、O₃、O₄在同一条垂直于所述平台4的直线上;继续参见图5,所述支撑调节螺钉8用于调节所述真空板固定框架9与所述气足板6之间的距离;调节所述支撑调节螺钉8,使所述真空板固定框架9相对所述气足板6向上运动(即增大所述真空板固定框架9与所述气足板6之间的距离),所述真空板固定框架9的向上运动带动所述真空板12一起向上运动,使所述真空板12挤压所述橡胶密封圈11,进一步保证了所述真空腔13的密封性;继续参见图3,所述真空板固定框架9在水平方向采用三个柔性簧片5a、5b、5c进行定位,以限制所述真空预紧力结构7在水平方向以及绕水平向旋转的自由度;所述真空板固定框架9近似呈矩形,所述三个柔性簧片5a、5b、5c分别设置在所述真空板固定框架9的三条边沿上;参见图6,所述柔性簧片5a包括本体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与所述第二垂向簧片53设置在所述本体51的同侧,所述第一垂向簧片52的一端与所述本体51连接,所述第一垂向簧片52的另一端与第二垂向簧片53的一端连接;所述本体51与所述气足板6连接,所述第一垂向簧片52与所述第二垂向簧片53分别与所述真空板固定框架9连接;如图5和图6所示,所述本体51通过螺钉固定在所述气足板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上各设有一安装孔54,所述第一垂向簧片52和所述第二垂向簧片53均通过该安装孔54与所述真空板固定框架9连接(水平方向);所述柔性簧片在水平方向上为高刚性,以保证气足在跟随精密运动台运动时气浮结构和真空预紧力结构不会产生水平方向的相对运动,其在垂直方向上为低刚度的簧片,以保证所述支撑调节螺钉8能对所述真空板固定框架9与所述气足板6之间的距离进行调节。结合图7,说明本发明分体式气足的工作原理:分体式气足工作时,所述气足板6受到所述四个气浮结构2′a、2′b、2′c、2′d产生的气浮力N的作用(每个气浮结构均对所述气足板6施加气浮力N的作用),所述气浮力N的作用点在所述气浮结构的中心,方向垂直于所述平台4向上;向所述真空腔13内通入负压气体,使所述真空预紧力结构7受到一个真空预紧力F的作用,在所述真空预紧力F的作用下,所述真空预紧力结构7对所述气足板6产生力的作用,由于所述真空预紧力结构7通过四个所述支撑调节螺钉8与所述气足板6连接,因此,所述真空预紧力结构7对所述气足板6施加的力可分解为四个分力F₁、F₂、F₃、F₄,所述四个分力F₁、F₂、F₃、F₄的作用点分别与所述四个气浮结构2a、2b、2c、2d的中心O₁、O₂、O₃、O₄在同一条垂直于所述平台4的直线上,方向均垂直于所述平台4向下,且F=F₁+F₂+F₃+F₄;如图7所示,所述气浮力N与所述分力F1大小相等,方向相反,作用点在同一条垂直于所述平台4的直线上,因此,所述气足板6不会产生弯曲变形;所述柔性簧片5a、5b、5c在垂直方向上的柔性可保证所述四个分力F₁、F₂、F₃、F₄的作用点与所述四个气浮结构2a、2b、2c、2d的中心O₁、O₂、O₃、O₄在同一条垂直于所述平台4的直线上;所述真空板12虽然在所述真空预紧力F的作用下,其中部会产生弯曲(如图7中的虚线所示),但是,只要保证所述真空板12的弯曲量ε小于所述真空板12(所述真空板12未产生弯曲前)与所述平台14之间的距离γ,所述真空板12的弯曲就不会对气足的运动产生影响,而所述距离γ的大小完全可以通过气足结构设计保证。本发明分体式气足由于气浮结构和真空预紧力结构分离,真空预紧力对气足板力的作用在气浮结构的中心,因此,在增加真空预紧力以获得更高的气浮刚度时,不会导致气足板弯曲,能保证气足正常工作;本发明分体式气足能够满足较高刚度的气浮需求。