CN111720440A - 一种气浮垫结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气浮垫结构，包括气浮垫本体，气浮垫本体包括出气面、与出气面对应的非出气面以及连接出气面和非出气面的多个侧面；至少一个侧面设置有气体入口；出气面设置有多个第一出气单元；第一出气单元至少包括第一节流孔、第一均压槽、第一凸台和第二均压槽；第一均压槽环绕第一节流孔设置；第一凸台环绕第一均压槽设置；第二均压槽环绕第一凸台设置。采用上述技术方案，通过设置第一凸台环绕第一均压槽，保证通过第一凸台阻挡气流在流动过程中湍流的充分发展，降低涡流，从而减少气浮垫压力波动，改善气振情况；同时，设置第二均压槽环绕第一凸台，保证气浮垫结构具备更大的峰值刚度和更大的峰值承载力，提升气浮垫结构的承载能力。

Description

一种气浮垫结构

技术领域

本发明实施例涉及气浮垫技术领域，尤其涉及一种气浮垫结构。

背景技术

静压气浮技术是光刻设备精密运动部件的核心技术。通常在精密运动中通过静压气浮技术，运动结构与承载面之间会形成一层几十微米以下的空气薄膜使运动部件在运动过程中会与承载面隔离，这种非接触式承载相比传统的机械导轨具有摩擦力极低，隔热隔振优势，另外在半导体设备对污染控制异常严格，减少了机械导轨与导轨面直接接触摩擦产生的颗粒污染。

通常这种静压气浮技术是通过气浮垫或者气浮块来实现的。现有技术中的气浮垫一般包括小孔节流气浮垫和环面节流气浮垫。但是小孔节流气浮垫存在浮垫压力波动，最终引起轴承微振动，动态稳定性差的技术问题；环面节流气浮垫存在刚度和承载力小，不能满足高承载力和高刚度的要求的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种气浮垫结构，以解决现有技术中的气浮垫结构动态稳定性差或者刚度和承载力小的技术问题。

本发明实施例提供了一种气浮垫结构，包括气浮垫本体，所述气浮垫本体包括出气面、与所述出气面对应的非出气面以及连接所述出气面和所述非出气面的多个侧面；

至少一个所述侧面设置有气体入口；

所述出气面设置有多个第一出气单元；所述第一出气单元至少包括第一节流孔、第一均压槽、第一凸台和第二均压槽；

所述第一均压槽环绕所述第一节流孔设置；

所述第一凸台环绕所述第一均压槽设置；

所述第二均压槽环绕所述第一凸台设置。

可选的，所述第一凸台远离所述非出气面一侧的表面与所述第一凸台的侧面之间的夹角为α，其中90°＜α＜180°。

可选的，所述第一凸台远离所述非出气面一侧的表面与所述第一凸台的侧面之间的夹角为圆弧角。

可选的，所述第一出气单元还包括至少一个第二凸台和至少一个第三均压槽；

所述第二凸台环绕所述第二均压槽设置；

所述第三均压槽环绕所述第二凸台设置。

可选的，所述出气面还设置有多个第二出气单元，所述第二出气单元包括第二节流孔。

可选的，所述出气面还设置有多个第四均压槽。

可选的，沿垂直所述出气面的方向，所述第一均压槽的深度为H1，所述第一凸台的高度为H2，所述第二均压槽的深度为H3，其中，H2≤H1，H2≤H3。

可选的，0.01mm≤H1≤0.05mm；0.01mm≤H3≤0.05mm；

所述第一凸台远离所述非出气面一侧的表面与所述出气面之间的距离为s，其中0mm≤s≤0.02mm。

可选的，沿所述第一均压槽指向所述第二均压槽的方向，所述第一节流孔的尺寸为d，所述第一均压槽的尺寸为D1，所述第一凸台的尺寸为D2，所述第二均压槽的尺寸为D3；其中，0.05mm≤d≤0.3mm；1mm≤D3≤6mm；d＜D1＜D2＜D3。

可选的，所述第一均压槽的形状包括圆形、椭圆形、矩形或者圆角矩形；

所述第一凸台的形状包括圆形、椭圆形、矩形或者圆角矩形；

所述第二均压槽的形状包括圆形、椭圆形、矩形或者圆角矩形。

本发明实施例提供的气浮垫结构，通过在出气面设置多个第一出气单元，每个第一出气单元至少包括第一节流孔、第一均压槽、第一凸台和第二均压槽，同时第一均压槽环绕第一节流孔设置，第一凸台环绕第一均压槽设置，保证通过第一凸台阻挡气流在流动过程中湍流的充分发展，降低涡流，从而减少气浮垫压力波动，改善气振情况；同时，第二均压槽环绕第一凸台设置，保证气浮垫结构具备更大的刚度和更大的承载力，提升气浮垫结构的承载能力。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是现有技术中一种小孔节流气浮垫的结构示意图；

图2是现有技术中一种环面节流气浮垫的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种气浮垫结构的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种显示内部气路的气浮垫结构的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种气浮垫结构中出气面的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种第一出气单元的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的一种第一出气单元的的结构细节示意图；

图8是图6提供的一种第一出气单元沿剖面线A-A’的剖面结构示意图；

图9是本发明实施例提供的一种气浮垫结构相关求解工具的界面示意图；

图10是本发明实施例提供的基于图5所示出气面的气膜表面压力分布云图；

图11是本发明实施例提供的小孔节流气浮垫、环面节流气浮垫以及本发明实施例提供的气浮垫结构的承载力曲线、刚度曲线和流量曲线对比示意图；

图12是本发明实施例提供的小孔节流气浮垫、环面节流气浮垫以及本发明实施例提供的气浮垫结构的流场马赫数比较示意图；

图13是本发明实施例提供的小孔节流气浮垫、环面节流气浮垫以及本发明实施例提供的气浮垫结构的压力波动对比示意图；

图14是本发明实施例提供的小孔节流气浮垫、环面节流气浮垫以及本发明实施例提供的气浮垫结构的气动噪声对比示意图；

图15是图6提供的另一种第一出气单元沿剖面线A-A’的剖面结构示意图；

图16是图6提供的另一种第一出气单元沿剖面线A-A’的剖面结构示意图；

图17是图6提供的另一种第一出气单元沿剖面线A-A’的剖面结构示意图；

图18是本发明实施例提供的另一种气浮垫结构的出气面的结构示意图；

图19是本发明实施例提供的基于图18所示出气面的气膜表面压力分布云图；

图20是本发明实施例提供的另一种气浮垫结构的出气面的结构示意图；

图21是本发明实施例提供的基于图20所示出气面的气膜表面压力分布云图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合本发明实施例中的附图，通过具体实施方式，完整地描述本发明的技术方案。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下获得的所有其他实施例，均落入本发明的保护范围之内。

图1是现有技术中小孔节流气浮垫的结构示意图，如图1所示，现有技术中小孔节流气浮垫可以包括节流孔10和均压槽11，当压缩空气进入节流孔10后通过气浮垫和承载面的间隙排出会形成具有一定刚度和承载力的气膜。这种小孔节流气浮垫为了提高刚度和承载力，保证工作过程节流面积为小孔截面积，节流孔10的出口会设计一个圆形凹槽，即均压槽11，这种均压槽11结构虽然增加了气模刚度和承载，但节流孔10内空气进入均压槽11后空间突然扩大会形成湍流，通过湍流大涡模拟，均压槽11内气流会形成许多涡流，从而引起气浮垫压力波动，最终引起轴承微振动。特别的随着对刚度要求的进一步提高，以往通过增大均压槽11尺寸的方式会给气浮垫带来更大振幅的振动。随着光刻精度越来越高，对静压气浮技术的承载力、刚度及动态稳定性的要求越来越高，这种传统小孔节流气浮垫结构不足愈加明显。

图2是现有技术中环面节流气浮垫的结构示意图，如图2所示，现有技术中的环面节流气浮垫包括节流孔20，当压缩空气进入节流孔20后通过气浮垫和承载面的间隙排出会形成具有一定刚度和承载力的气膜。环面节流气浮垫由于不存在均压槽，因此，不会形成涡流，因此这种气浮垫气振最弱，但是刚度和承载力也较小，不能满足高承载力和高刚度的要求。

基于上述技术问题，本发明实施例提供一种气浮垫结构，包括气浮垫本体，气浮垫本体包括出气面、与出气面对应的非出气面以及连接出气面和非出气面的多个侧面；至少一个侧面设置有气体入口；出气面设置有多个第一出气单元；第一出气单元至少包括第一节流孔、第一均压槽、第一凸台和第二均压槽；第一均压槽环绕第一节流孔设置；第一凸台环绕第一均压槽设置；第二均压槽环绕第一凸台设置。采用上述技术方案，通过设置第一凸台环绕第一均压槽，通过第一凸台阻挡气流在流动过程中湍流的充分发展，降低涡流，从而减少气浮垫压力波动，改善气振情况；同时，设置第二均压槽环绕第一凸台，保证气浮垫结构具备更大的峰值刚度和更大的峰值承载力，提升气浮垫结构的承载能力。

以上是本发明的核心思想，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清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图3是本发明实施例提供的一种气浮垫结构的结构示意图，图4是本发明实施例提供的一种显示内部气路的气浮垫结构的结构示意图，图5是本发明实施例提供的一种气浮垫结构中出气面的结构的结构示意图，图6是本发明实施例提供的一种第一出气单元的结构示意图，图7是本发明实施例提供的一种第一出气单元的的结构细节示意图，图8是图6提供的一种第一出气单元沿剖面线A-A’的剖面结构示意图，结合图3-图8所示，本发明实施例提供的气浮垫结构包括气浮垫本体30，气浮垫本体30包括出气面31、与出气面31对应的非出气面32以及连接出气面31和非出气面32的多个侧面33；

至少一个侧面33设置有气体入口34；

出气面31设置有多个第一出气单元311；第一出气单元311至少包括第一节流孔3111、第一均压槽3112、第一凸台3113和第二均压槽3114；

第一均压槽3112环绕第一节流孔3111设置；

第一凸台3113环绕第一均压槽3112设置；

第二均压槽3114环绕第一凸台3113设置。

具体的，气浮垫本体30一般由金属材料制成，其内部有气路结构，如图4所示。在气浮垫本体30的侧面设置有至少一个气体入口34，当气浮垫工作时，压缩空气从气体入口34进入气浮垫本体30，通过内部气路把压缩空气输送到与内部气路连通的位于出气面31上的多个第一出气单元311，再通过气浮垫本体30与承载面之间的间隙流出气浮垫边缘，气流的流动过程示意如图8所示。气体在流出节流孔后形成一定压力分布的气膜充满气浮垫和承载面之间的间隙，浮起气浮垫产生承载力，此时气膜厚度可达几μm-几十μm。

继续参考图6-图8所示，第一出气单元311包括位于第一出气单元311最中间的第一节流孔3111，位于第一节流孔3111外围的第一均压槽3112，第一均压槽3112环绕第一节流孔3111设置，位于第均压槽3112外围的第一凸台3113，第一凸台3113环绕第一均压槽3112设置，位于第一凸台3113外围的第二均压槽3114，第二均压槽3114环绕第一凸台3113设置。压缩气体依次通过第一节流孔3111、第一均压槽3112、第一凸台3113和第二均压槽3114后形成具有一定刚度和承载力的气模。设置第一均压槽3112环绕第一节流孔3111，其目的是可以增加气浮垫结构的刚度和承载力；设置第一凸台3113环绕第一均压槽3112，其目的是让从第一节流孔3111流出的高速气体进入第一均压槽3112后通过第一凸台3113阻挡在流动过程中湍流的充分发展，降低涡流，从而减少气浮垫压力波动改善，气振情况；设置第二均压槽3114环绕第一凸台3113，通过第二均压槽3114结合第一均压槽3112，保证气浮垫结构具备较大的均压槽，保证气浮垫而机构具备良好的刚度和承载力。

综上，本发明实施例提供的气浮垫结构，通过在出气面设置多个第一出气单元，每个第一出气单元至少包括第一节流孔、第一均压槽、第一凸台和第二均压槽，同时第一均压槽环绕第一节流孔设置，第一凸台环绕第一均压槽设置，保证通过第一凸台阻挡气流在流动过程中湍流的充分发展，降低涡流，从而减少气浮垫压力波动，改善气振情况；同时，第二均压槽环绕第一凸台设置，第二均压槽结合第一均压槽，保证气浮垫结构具备一个整体较大的均压槽，保证气浮垫结构具备更大的刚度和更大的承载力，提升气浮垫结构的承载能力。

可选的，第一均压槽3112的形状可以包括圆形、椭圆形、矩形或者圆角矩形；第一凸台3113的形状可以包括圆形、椭圆形、矩形或者圆角矩形；第二均压槽3114的形状可以包括圆形、椭圆形、矩形或者圆角矩形。本发明实施例对第一均压槽3112、第一凸台3113和第二均压槽3114的形状不进行限定，只需通过增设第一凸台3113保证可以降低涡流，从而减少气浮垫压力波动，改善气振情况，增设第二均压槽3114保证气浮垫结构具备更大的刚度和更大的承载力，提升气浮垫结构的承载能力即可。进一步，第一均压槽3112、第一凸台3113和第二均压槽3114的形状可以相同也可以不同，本发明实施例对此同样不进行限定。

需要说明的，本发明实施例对出气面上设置的多个第一出气单元311的尺寸不进行限定，多个第一出气单元311可以具备相同的尺寸，即各个第一出气单元311中的第一节流孔3111、第一均压槽3112、第一凸台3113和第二均压槽3114均具备相同的尺寸；同时，多个第一出气单元311也可以具备不同的尺寸，即各个第一出气单元311中的第一节流孔3111、第一均压槽3112、第一凸台3113或第二均压槽3114可以具备不同的尺寸，本发明实施例对此比不进行限定，只需合理设置第一出气单元311中各个结构的尺寸，保证同时满足刚度、承载力以及动态稳定性的要求即可。

可选的，在上述实施例中气浮垫结构的基础上，合理设置气浮垫结构的参数，可以进一步保证气浮垫结构性能优良。

具体的，根据流体动力学知识，压缩气体从气浮垫结构第一节流孔3111流出后，气膜中的极薄层气体满足以下五个方程：

联立可导出气体雷诺静压润滑方程：

其中：

上述方程(6)再联立节流孔的流量与压降方程(7)，根据气膜边界压力条件利用数值求解知识可以得到气浮垫结构的气膜压力解，最终得到整个气浮垫结构的承载力和刚度。

图9是本发明实施例提供的一种气浮垫结构的求解工具界面示意图，本发明实施例通过自主开发的基于气浮垫相关理论的数值求解工具软件，该工具针对本发明中的气浮垫结构开发了新的相关算法来进行求解。基于上述求解工具软件，本发明实施例得到下述的气浮垫结构的相关参数。

继续参考图8所示，沿垂直出气面31的方向，第一均压槽3112的深度为H1，第一凸台3113的高度为H2，第二均压槽3114的深度为H3，其中，H2≤H1，H2≤H3。其中，0.01mm≤H1≤0.05mm；0.01mm≤H3≤0.05mm；第一凸台3113远离非出气面32一侧的表面与出气面31之间的距离s满足0mm≤s≤0.02mm。

示例性的，合理设置第一均压槽3112、第一凸台3113和第二均压槽3114的深度，保证气浮垫结构较大的刚度和承载力，较小的气浮垫压力波动，保证气浮垫结构性能优良。

继续参考图8所示，沿第一均压槽3112指向第二均压槽3114的方向，第一节流孔3111的尺寸为d，第一均压槽3112的尺寸为D1，第一凸台3113的尺寸为D2，第二均压槽3114的尺寸为D3；其中，0.05mm≤d≤0.3mm；1mm≤D3≤6mm；d＜D1＜D2＜D3。

示例性的，合理设置第一节流孔3111、第一均压槽3112、第一凸台3113和第二均压槽3114的在水平方向的延伸宽度，保证气浮垫结构较大的刚度和承载力，较小的气浮垫压力波动，保证气浮垫结构性能优良。

具体的，图10是本发明实施例提供的气浮垫结构的气膜表面压力分布云图，从图10可以知道，虽然第一均压槽3112和第二均压槽3114的深度只有几十μm，但气体在第一均压槽内3112和第二均压槽3114中的压降并不明显，这是增大气浮垫结构峰值承载力和峰值刚度的关键。

进一步，图11是本发明实施例提供的小孔节流气浮垫、环面节流气浮垫以及本发明实施例提供的气浮垫结构的承载力曲线、刚度曲线和流量曲线对比示意图，曲线1表示小孔节流气浮垫，曲线2表示环面节流气浮垫，曲线3表示本发明实施例提供的气浮垫结构，如图11所示，可知本发明实施例提供的气浮垫结构的峰值承载力和峰值刚度都是最大的。并且，低气膜时刚度表现可通过以下例子评价：例如设计工作承载300N，此时三种气浮垫工作刚度值见表1，若在运动中气浮垫受到较大波动力使气浮垫瞬时承载力在300N到500N之间浮动，此时气膜厚度比设计工作承载位气膜厚度变低，从图11的曲线可知在承载力区间[300N，500N]时小孔节流气浮垫刚度在[47N/μm，55N/μm]，环面节流气浮垫刚度在[45N/μm，61N/μm]，本发明实施例提供的气浮垫结构刚度在[63.6N/μm，95N/μm]，显然本发明实施例提供的气浮垫结构在低气膜时刚度更高，这样运动更平稳，也不容易蹭到承载面而磨损气浮垫结构。

表1小孔节流气浮垫、环面节流气浮垫以及本发明实施例提供的气浮垫结构静态性能参数对比

参数项	环面节流方案	小孔节流方案	本发明气浮垫
				最大承载力	625N	630.2N	850.5N
最大刚度值	61N/μm	58.5N/μm	96.9N/μm
				设计承载力	300N	300N	300N
工作刚度	45.1N/μm	47N/um	63.6N/um
				工作流量	2.25L/min	6.4L/min	6.58L/min

本发明实施例提供的的气浮垫结构同时使得气振强度得到抑制，原因在于两点：(1)第一均压槽3112和第二均压槽3114之间设计有第一凸台3113，抑制了气体湍流的充分发展，涡流大大降低，这从图12所示的气浮垫的大涡模拟流场结果的对比可以看出。图13是本发明实施例提供的小孔节流气浮垫、环面节流气浮垫以及本发明实施例提供的气浮垫结构的压力波动对比示意图，图14是本发明实施例提供的小孔节流气浮垫、环面节流气浮垫以及本发明实施例提供的气浮垫结构的气动噪声对比示意图，从图13所示的压力波动对比示意图以及图14所示的气动躁动对比示意图中可以知道，小孔节流气浮垫振动强度最大，环面节流气浮垫振动最弱，本发明实施例提供的气浮垫结构介于小孔节流气浮垫和环面节流气浮垫之间；(2)第一均压槽3112和第二均压槽3114深度极浅，只有0.01mm-0.05mm，这样气容比更低，气锤振动的概率相比小孔节流进一步降低。基于本发明实例提供的气浮垫结构测试也与仿真数据一致，表明了本发明实施例提供的气浮垫结构的有效性。

需要说明的是，由于完整的气浮垫大涡模拟的计算量非常大，本发明实施例图12-图14是基于小孔节流、环面节流及本发明的气浮垫结构采用单个节流孔气浮垫模型的结果对比。

另外需要说明的是由于均压槽中气体的可压缩性，气浮垫在压力波动下或者其他干扰力下均可能发生自激振动而形成气振，本发明实施例提供的气浮垫结构，通过对上文各种尺寸参数的严格控制和仿真能大大降低气浮垫的气振概率，同时使气浮垫的刚度、承载力比以往常规结构得到提高或者是使满足设计需求的同时不产生设计性能浪费。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参考图8所示，第一凸台3113远离非出气面32一侧的表面与第一凸台3113的侧面之间的夹角为α，其中90°＜α＜180°

示例性的，设置第一凸台3113远离非出气面32一侧的表面与第一凸台3113的侧面之间的夹角α满足90°＜α＜180°，α为钝角，保证从第一凸台3113的侧面过渡到第一凸台3113远离非出气面32一侧的表面时角度过渡平缓，避免因α为锐角或者直角造成角度骤变，气流在尖锐角位置处发生压力波动，保证可以减少气浮垫压力波动，改善气振情况。

在上述实施例的基础上，图15是图6提供的另一种第一出气单元沿剖面线A-A’的剖面结构示意图，如图15所示，第一凸台3113远离非出气面32一侧的表面与第一凸台3113的侧面之间的夹角为圆弧角。

示例性的，设置第一凸台3113远离非出气面32一侧的表面与第一凸台3113的侧面之间的夹角为圆弧角，保证第一凸台3113远离非出气面32一侧的表面与第一凸台3113的侧面之间的夹角平滑变化，避免因α为锐角或者直角造成气流在尖锐角位置处发生压力波动，保证可以减少气浮垫压力波动，改善气振情况。

在上述实施例的基础上，图16是图6提供的另一种第一出气单元沿剖面线A-A’的剖面结构示意图，如图16所示，本发明实施例提供的第一出气单元311还可以包括至少一个第二凸台3115和至少一个第三均压槽3116；

第二凸台3115环绕第二均压槽3114设置；

第三均压槽3116环绕第二凸台3115设置。

示例性的，设置第二凸台3115环绕第二均压槽3114，其目的是通过第二凸台3115进一步阻挡在流动过程中湍流的充分发展，降低涡流，从而减少气浮垫压力波动改善，气振情况；设置第三均压槽3116环绕第二凸台3115，通过第三均压槽3114结合第一均压槽3112和第二均压槽3114，保证气浮垫结构具备更大的均压槽，保证气浮垫而机构具备良好的刚度和承载力。

需要说明的是，图16仅以第一出气单元311包括一个第二凸台3115和第三均压槽3116为例进行说明，可以理解的是，为了设置气浮垫结构满足实际刚度、承载力以及动态稳定性的要求，本发明实施例提供的气浮垫结构该可以包括多个第二凸台3115和多个第三均压槽3116，多个第三凸台3115和多个第三均压槽3116依次沿远离第一节流孔3111的方向间隔设置以满足实际需求。

在上述实施例的基础上，图17是图6提供的另一种第一出气单元沿剖面线A-A’的剖面结构示意图，如图17所示，第一凸台3113远离非出气面32一侧的表面与出气面31齐平，这样气体从第一均压槽3112扩散到第二均压槽3114的通道高度(第一凸台3113距承载面高度s)更低，这种结构增加了气浮垫结构的动态稳定性，但相比图8所述的气浮垫结构，峰值刚度有所下降，因此图17提供的气浮垫结构适合对动态稳定性要求更高的情况。

在上述实施例的基础上，图18是本发明实施例提供的另一种气浮垫结构的出气面的结构示意图，如图18所示，本发明实施例提供的气浮垫结构还可以包括第二出气单元312，第二出气单元312包括第二节流孔3121。

示例性的，本发明实施例提供的气浮垫结构还可以包括仅包含第二节流孔3121的第二出气单元312，通过第一出气单元311和第二出气单元312的组合，可以改变气浮垫气膜压力分布从而得到满足设计需求的最佳方案。

需要说明的是，本发明实施例对第一节流孔3111和第二节流孔3121的尺寸不进行限定，只需保证同时满足刚度、承载力以及动态稳定性的要求即可。

图19是本发明实施例提供的基于图18所示出气面的气膜表面压力分布云图，对比图19所示的气膜表面压力分布云图以及图10所示的气膜表面压力分布云图可以知道，合理设置出气面31上不同出气单元的参数，可以调整气浮垫结构的刚度和承载力，在实际工作作用中可以根据实际需求，灵活设置出气面31包括的第一出气单元311和第二出气单元312的个数，以及分布位置关系，保证气浮垫结构设计更合理，降低设计性能浪费以及空间浪费，提高设计质量。

在上述实施例的基础上，图20是本发明实施例提供的另一种气浮垫结构的出气面的结构示意图，如图20所示，本发明实施例提供的气浮垫结构的出气面31还可以设置有多个第四均压槽35。

示例性的，本发明实施例提供的气浮垫结构还可以包括位于出气面31上的多个第四均压槽35，通过第一出气单元311和第四均压槽35的组合，可以改变气浮垫气膜压力分布从而得到满足设计需求的最佳方案。

需要说明的是，本发明实施例对第四均压槽35的尺寸不进行限定，只需保证同时满足刚度、承载力以及动态稳定性的要求即可。

图21是本发明实施例提供的基于图20所示出气面的气膜表面压力分布云图，对比图21所示的气膜表面压力分布云图、图19所示的气膜表面压力分布云图以及图10所示的气膜表面压力分布云图可以知道，合理设置出气面31上第一出气单元311和第四均压槽的参数，可以调整气浮垫结构的刚度和承载力，在实际工作作用中可以根据实际需求，灵活设置出气面31包括的第一出气单元311和第四均压槽35的个数，以及分布位置关系，保证气浮垫结构设计更合理，降低设计性能浪费以及空间浪费，提高设计质量。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种气浮垫结构，其特征在于，包括气浮垫本体，所述气浮垫本体包括出气面、与所述出气面对应的非出气面以及连接所述出气面和所述非出气面的多个侧面；

至少一个所述侧面设置有气体入口；

所述出气面设置有多个第一出气单元；所述第一出气单元至少包括第一节流孔、第一均压槽、第一凸台和第二均压槽；

所述第一均压槽环绕所述第一节流孔设置；

所述第一凸台环绕所述第一均压槽设置；

所述第二均压槽环绕所述第一凸台设置。

2.根据权利要求1所述的气浮垫结构，其特征在于，所述第一凸台远离所述非出气面一侧的表面与所述第一凸台的侧面之间的夹角为α，其中90°＜α＜180°。

3.根据权利要求1所述的气浮垫结构，其特征在于，所述第一凸台远离所述非出气面一侧的表面与所述第一凸台的侧面之间的夹角为圆弧角。

4.根据权利要求1所述的气浮垫结构，其特征在于，所述第一出气单元还包括至少一个第二凸台和至少一个第三均压槽；

所述第二凸台环绕所述第二均压槽设置；

所述第三均压槽环绕所述第二凸台设置。

5.根据权利要求1所述的气浮垫结构，其特征在于，所述出气面还设置有多个第二出气单元，所述第二出气单元包括第二节流孔。

6.根据权利要求1所述的气浮垫结构，其特征在于，所述出气面还设置有多个第四均压槽。

7.根据权利要求1所述的气浮垫结构，其特征在于，沿垂直所述出气面的方向，所述第一均压槽的深度为H1，所述第一凸台的高度为H2，所述第二均压槽的深度为H3，其中，H2≤H1，H2≤H3。

8.根据权利要求7所述的气浮垫结构，其特征在于，0.01mm≤H1≤0.05mm；0.01mm≤H3≤0.05mm；

所述第一凸台远离所述非出气面一侧的表面与所述出气面之间的距离为s，其中0mm≤s≤0.02mm。

9.根据权利要求1所述的气浮垫结构，其特征在于，沿所述第一均压槽指向所述第二均压槽的方向，所述第一节流孔的尺寸为d，所述第一均压槽的尺寸为D1，所述第一凸台的尺寸为D2，所述第二均压槽的尺寸为D3；其中，0.05mm≤d≤0.3mm；1mm≤D3≤6mm；d＜D1＜D2＜D3。

10.根据权利要求1所述的气浮垫结构，其特征在于，所述第一均压槽的形状包括圆形、椭圆形、矩形或者圆角矩形；

所述第一凸台的形状包括圆形、椭圆形、矩形或者圆角矩形；

所述第二均压槽的形状包括圆形、椭圆形、矩形或者圆角矩形。

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