[0001] 本发明涉及气浮工作台技术领域，具体而言，涉及一种气浮台。

[0002] 目前，在高精仪器的生产制造或是检查检测的过程中，由于工作台的运动精度直接影响高精仪器的分辨率，为了保证生产制造或是检查检测的高精度，通常会采用气浮工作台进行作业。气浮工作台的工作原理是利用与移动台连接的气浮垫对导轨喷射气体，以使移动结构呈现浮动状态的。在现有技术中，气浮垫与移动台的安装通常采用的是通过固定式安装方式，但这种方式对气浮垫的安装零件加工精度及装配精度都要求很高。因此，现有技术中也出现了球铰式安装等安装方式。

[0003] 然而，采用球铰式安装等安装方式虽然能够在一定程度上降低气浮垫的安装零件加工精度及装配精度，并且相较于固定式安装方式能够使气浮垫更为灵活地进行调整。但是由于球铰的连接特性会使气浮垫与移动台之间连接的转动刚度过低甚至几近于零，这样会使气浮垫的自由度过大，而导致气浮垫在工作时的状态的不稳定，进而会影响气浮工作台的整体运动稳定性，在水平运动时，绕竖直方向上的抖动尤其明显。

[0044] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

[0045] 请参考图1至图9，在本发明的实施例中提供了一种气浮台，气浮台包括导向结构10、移动结构20和多个水平气浮组件30。导向结构10的至少部分沿第一方向延伸，第一方向为水平方向；导向结构10穿设在移动结构20内，移动结构20沿第一方向可相对导向结构10移动；多个水平气浮组件30分别设置在导向结构10沿第一方向的水平两侧，导向结构10的水平两侧形成多个气浮导轨面，水平气浮组件30的气浮垫31的出气部均朝向气浮导轨面设置。其中，水平气浮组件30还包括摆动部件32，摆动部件32的一端与移动结构20连接，摆动部件32的另一端与气浮垫31连接；摆动部件32包括至少部分沿预设方向延伸的连接结构
321，摆动部件32的一端与摆动部件32的另一端通过连接结构321连接，且能绕连接结构321相互摆动，摆动部件32在绕竖直方向上具有刚度，摆动部件32的绕竖直方向刚度小于气浮垫31产生的气膜的刚度。需要说明的是，本实施例中的摆动部件32由柔性材料制成。水平方向X为第一方向，水平方向Y垂直于方向X，Z方向为竖直方向。

[0046] 采用这样的设置，通过设置连接结构321以连接摆动部件32的一端与摆动部件32的另一端，这样在连接结构321的作用下，连接在摆动部件32的另一端上的气浮垫31能够获得特定自由度上的解耦以使气浮垫31绕连接结构321进行摆动，利用设置连接结构321的方式能够使气浮垫31仅在绕连接结构321的预设方向上没有刚度，而在其他方向上具有一定的刚度，这样的设置能够解决现有技术中的气浮垫的自由度过大的技术问题。

[0047] 具体地，多个水平气浮组件30中的任意一个均设置有连接结构321，连接结构321的延伸方向不为竖直方向，这样在多个水平气浮组件30的连接结构321的共同作用下，能够保证移动结构20在绕竖直方向的方向上能够获得较高的模态，从而能够避免移动结构20的偏摆，尤其是竖直方向上的抖动。而由于摆动部件32的刚度小于气浮垫31产生的气膜的刚度，这样在每个水平气浮组件30随移动结构20进行运动时，水平气浮组件30又能获得一定的自适应度，从而能够保证气浮垫31的自适应度，并避免因为导向结构10的加工精度问题而产生气浮垫31与导向结构10摩擦或碰撞的情况出现。因此，这样的设置不仅能够为水平气浮组件30提供特定的自由度，又能够使移动结构20的移动更加稳定。

[0048] 需要说明的是，由于水平气浮组件30的体积通常较小，为保证气浮垫31的自适应摆动，本实施例中的连接结构321可以采用铰链筋结构的设置方式；而当水平气浮组件30的体积较大时，在保证能够使气浮垫31产生摆动的情况下，连接结构321也可以采用连接块等结构设置以进一步提升水平气浮组件30在绕垂直方向上的刚度。

[0049] 在本实施例中，连接结构321包括至少两个沿预设方向延伸的连接部。其中，至少两个连接部的延伸方向均与第一方向在竖直平面呈预设角度设置，至少两个连接部以第一方向为中心镜像对称设置。采用这样的设置，由于至少两个连接部以第一方向为中心镜像对称设置，这样能够使气浮垫31获得两个方向上的摆动，从而能够使气浮垫31获得更多特定方向上的自由度，从而能够有效提升气浮垫31的自适应性，另外第一方向为水平方向，相对第一方向为镜像对称设置的方式可以使摆动部件32在各旋转方向上可以变形，同时绕竖直方向具有最大的刚度。

[0050] 具体地，摆动部件32沿垂直于气浮导轨面的方向延伸既沿Y方向延伸，至少两个连接部包括第一连接部3211和第二连接部3212。第一连接部3211的延伸方向与第一方向在竖直平面呈第一预设角度。第二连接部3212与第一连接部3211以第一方向为中心镜像对称设置，第二连接部3212与第一连接部3211沿摆动部件32的延伸方向间隔设置。采用这样的设置，通过间隔设置又以第一方向为中心镜像对称设置的第二连接部3212与第一连接部3211，能够在为气浮垫31提供更多方向的转动的同时，通过间隔设置以避免第二连接部
3212与第一连接部3211之间发生干涉的情况，从而避免对气浮垫31的摆动产生影响的情况的出现。

[0051] 需要说明的是，在本实施例中可以通过调整第一连接部3211和第二连接部3212的设计参数（如直径和铰链筋厚等参数），来获得不同的第一连接部3211和第二连接部3212的刚度，从而能够适应不同实际工况的使用需求。

[0052] 在本实施例中，第一预设角度为α，10°≤α≤45°。采用这样的设置，当α的角度过大或过小时，都会影响第二连接部3212与第一连接部3211在绕竖直方向上转动的刚度；这样的角度设置能将第二连接部3212与第一连接部3211的刚度控制在合理范围之内，既保证了绕竖直方向具有较高的刚度，又保证绕竖直方向的刚度小于气膜刚度，从而更好地使第二连接部3212与第一连接部3211在提供特定方向的自由度。优选的，如图7所示，图中粗体箭头方向为第一方向，虚线方向为第一连接部3211和第二连接部3212的延伸方向，α=45°，第二连接部3212的延伸方向与第一连接部3211的延伸方向相互垂直，这样设置可以同时使摆动部件32在绕竖直方向和绕第一方向都具有较高的刚度，使移动结构20沿第一方向运动时更为稳定。

[0053] 具体地，摆动部件32包括第一安装端322和第二安装端323，第一安装端322和第二安装端323分别与移动结构20和气浮垫31连接。其中，摆动部件32还包括第一中间结构324，第一中间结构324设置在第一安装端322和第二安装端323之间，第一中间结构324与第一安装端322以及第二安装端323均间隔设置，第一连接部3211设置在第一中间结构324与第一安装端322之间，并连接第一中间结构324与第一安装端322，第二连接部3212设置在第一中间结构324与第二安装端323之间，并连接第一中间结构324与第二安装端323。采用这样的设置，第一中间结构324能够在一定程度上增强水平气浮组件30的刚度，并且第一中间结构324也能够更加便于第二连接部3212与第一连接部3211的安装，并通过第一中间结构324避免第二连接部3212与第一连接部3211之间的相互影响。

[0054] 在本实施例中，连接结构321还包括第三连接部3213，第三连接部3213分别与第一连接部3211和第二连接部3212沿摆动部件32的延伸方向间隔设置，第三连接部3213的延伸方向与第一方向平行或重合。如图9所示，图中粗体箭头方向为第一方向，虚线方向为第一连接部3211、第二连接部3212和第三连接部3213的延伸方向，采用这样的设置，第三连接部3213的设置能够为水平气浮组件30在移动结构20的移动方向上提供较高的刚度，并通过第三连接部3213提供绕水平方向上的自由度，从而进一步提升气浮垫31的自适应性。

[0055] 具体地，摆动部件32还包括第一中间结构324和第二中间结构325，第一安装端322、第一中间结构324、第二中间结构325和第二安装端323沿摆动部件32的延伸方向依次间隔设置。第一中间结构324和第二中间结构325之间、第一安装端322和第一中间结构324之间、第二安装端323和第二中间结构325之间，分别设置有第一连接部3211、第三连接部
3213和第二连接部3212。采用这样的设置，将第二连接部3212、第一连接部3211和第三连接部3213通过第二中间结构325和第一中间结构324进行分隔，能够进一步避免第二连接部
3212、第一连接部3211和第三连接部3213之间的干涉情况出现，从而进一步提升水平气浮组件30的稳定性。

[0056] 具体地，如图8所示，第一连接部3211设置在第一中间结构324和第二中间结构325之间，并连接第一中间结构324和第二中间结构325；第二连接部3212设置在第二中间结构325和第二安装端323之间，并连接第二中间结构325和第二安装端323；第三连接部3213设置在第一安装端322和第一中间结构324之间，并连接第一安装端322和第一中间结构324。
需要说明的是，第一连接部3211、第二连接部3212和第三连接部3213的相互位置可以调换，这里不再列举。

[0057] 在本实施例中，气浮台还包括支撑台40，导向结构10架设在支撑台40上，移动结构20的底部设置在支撑台40的台面41上。移动结构20还包括垂直气浮组件21，垂直气浮组件
21设置在移动结构20的底部，垂直气浮组件21的出气部朝向支撑台40的台面41设置。采用这样的设置，设置在移动结构20底部的垂直气浮组件21为带真空预载的气浮组件形式，这样在垂直气浮组件21的正负压的作用下，垂直气浮组件21能够限制移动结构20在竖直方向上的移动以及移动结构20绕水平方向的转动，从而能够进一步提升移动结构20在移动时的稳定性。

[0058] 需要说明的，通过垂直气浮组件21的设计，其限制了移动结构20绕水平方向的转动既绕X方向和Y方向的转动。故水平气浮组件30仅需在绕竖直方向上具有较高的刚度就能进一步提高移动结构20在第一方向上运动的稳定性。

[0059] 具体地，水平气浮组件30还包括安装结构33，摆动部件32通过安装结构33与移动结构20的至少部分连接，安装结构33在各方向上的刚度大于摆动部件32在各方向上的刚度。采用这样的设置，能够通过安装结构33便于摆动部件32与移动结构20的安装，而安装结构33较大的刚度也能够保证水平气浮组件30仅在靠近气浮垫31的摆动部件32处产生摆动，从而进一步提升气浮台的稳定性。

[0060] 在本实施例中，安装结构33具有容置槽331，容置槽331与摆动部件32的至少部分的尺寸相适配，摆动部件32的至少部分固定安装在容置槽331内。安装结构33还包括锁紧通道332和锁紧件333，锁紧通道332贯通安装结构33，并与容置槽331相连，锁紧件333设置在锁紧通道332内，并与摆动部件32至少部分在容置槽331处固定连接。具体地，锁紧件333可以为锁紧螺钉结构。采用这样的设置，当锁紧件333穿过锁紧通道332并同时穿过安装结构33与容置槽331时，锁紧件333能够与设置在容置槽331内的摆动部件32的至少部分进行配合，从而对摆动部件32与安装结构33进行锁紧；并且在锁紧件333的锁紧作用下，也能够防止摆动部件32的至少部分相对容置槽331发生转动，从而能够进一步提升水平气浮组件30的稳定性。优选地，容置槽331、锁紧件333和摆动部件32的轴线相重合，这样设置使得摆动部件32在摆动时，其重心不会产生变化，进一步提高水平气浮组件30及移动结构20运动时的稳定性。

[0061] 具体地，移动结构20包括固定结构22和移动座体23，移动座体23架设在导向结构10的至少部分上，固定结构22设置在移动座体23的侧壁上，固定结构22具有固定通道，固定通道的延伸方向与气浮导轨面的延伸方向垂直。其中，沿固定通道的延伸方向，安装结构33位置可调的穿设在固定通道内，以通过调节安装结构33在固定通道内的位置以改变调节气浮垫31的出气部与气浮导轨面间的间距。采用这样的设置，由于定通道的延伸方向与气浮导轨面的延伸方向垂直，这样，能够通过安装结构33与固定通道的位置配合，以改变气浮垫
31的出气部相对于气浮导轨面之间的位置，从而能够对气浮垫31产生的气膜间隙进行调节以更好地满足实际工作需要或抵消装配上的误差。

[0062] 需要说明的是，本实施例中固定通道和安装结构33的配合可以采用螺纹的配合方式，这样能够通过螺纹的特性使安装结构33相对于固定通道具有更多的可调节位置。此外，为了确保安装结构33调节后的稳定性，可以在安装结构33远离摆动部件32的一侧设置锁紧螺母以在安装结构33调节完成后对安装结构33进行锁定。

[0063] 在本实施例中，导向结构10具有相对设置的第一导向面11和第二导向面12；水平气浮组件30为四个，四个水平气浮组件30中的两个水平气浮组件30与第一导向面11对应设置，四个水平气浮组件30中的另外两个气浮台与第二导向面12对应设置。采用这样的设置，能够通过四组水平气浮组件30分别与第一导向面11和第二导向面12之间的配合，以避免移动结构20在垂直于其移动方向的方向上发生移动，并也能对移动结构20绕竖直方向的转动形成一定的限制，从而能够使移动结构20的移动更加稳定。

[0064] 结合以上描述对本发明方案的整体效果进行进一步说明：对于单个水平气浮组件30来说，摆动部件32中的连接结构321提供了特定方向的摆动能力（绕连接结构321延伸方向刚度为零，绕其他方向刚度不为零），通过连接结构321中连接部的组合，使得摆动部件32在各方向均具有一定的变形能力，避免了固定连接调节能差自适应能力差的缺点。

[0065] 由于摆动部件32并非各方向上的刚度都为零，在气浮台的整体结构中，设置多个在绕竖直方向上具有刚度的水平气浮组件30能够有效提高移动结构20在绕竖直方向上的稳定性，同时摆动部件32绕竖直方向的刚度小于气膜刚度能够优先启动水平气浮组件30的自适应能力而不会改变气浮垫31的气浮间隙，从而提高整体设备的稳定性，避免了球铰连接稳定性差的缺点。

[0066] 故本发明方案解决了气浮组件固定连接和球铰连接的各自缺点，使气浮垫31具有在特定方向上的自由度，进而能够解决现有技术中的气浮垫的自由度过大，尤其在竖直方向容易出现抖动的技术问题。

[0067] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

[0068] 除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

[0069] 在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

[0070] 为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

[0071] 此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

[0072] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。