CN116608223A - 气动刹车装置及其控制方法及运动平台 - Google Patents

气动刹车装置及其控制方法及运动平台 Download PDF

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CN116608223A CN202310725915.8A CN202310725915A CN116608223A CN 116608223 A CN116608223 A CN 116608223A CN 202310725915 A CN202310725915 A CN 202310725915A CN 116608223 A CN116608223 A CN 116608223A
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梁冰
袁嘉欣
唐艳文
谢怡仁
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Abstract

本发明提供了一种气动刹车装置及其控制方法及运动平台。该气动刹车装置包括：基座，被构造为能够与移动台连接；弹性件；以及气动结构，具有浮起状态和刹车状态，气动结构包括气垫，气垫的第一面被构造为能够对准固定台，弹性件设置在气垫的第二面与基座之间，气垫上开设有相互连通的正压接口和正压出气孔，正压出气孔沿气垫的第一面向内开设，正压接口被构造为能够连通正压气源；在刹车状态下，正压气源关闭，弹性件在自身弹力作用下将气垫的第一面抵紧固定台。本发明的技术方案的气动刹车装置能够解决现有移动台和固定台在精密设备停止时无法相对固定的问题。

Description

气动刹车装置及其控制方法及运动平台
技术领域
本发明涉及精密设备技术领域，具体而言，涉及一种气动刹车装置及其控制方法及运动平台。
背景技术
在半导体精密设备中，包括滑动配合的移动台和固定台，移动台能够相对固定台移动，当精密设备停止时，移动台与固定台之间未设置固定结构，当移动台受到外力时，容易发生抖动和偏移，导致移动台与固定台的相对位置发生变化，由于移动台和固定台是应用于精密设备的，两者之间的位置关系精度要求高，稍有偏移，对后续使用影响很大。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种气动刹车装置及其控制方法及运动平台，能够解决现有移动台和固定台在精密设备停止时无法相对固定的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供了一种气动刹车装置，包括：基座，被构造为能够与移动台连接；弹性件；以及气动结构，具有浮起状态和刹车状态，气动结构包括气垫，气垫的第一面被构造为能够对准固定台，弹性件设置在气垫的第二面与基座之间，气垫上开设有相互连通的正压接口和正压出气孔，正压出气孔沿气垫的第一面向内开设，正压接口被构造为能够连通正压气源；在浮起状态下，正压气源打开，正压气源的气体沿正压接口进入并从正压出气孔输出，在气垫的第一面与固定台之间形成气膜，以使气垫与固定台之间形成气隙，移动台能够相对固定台运动；在刹车状态下，正压气源关闭，弹性件在自身弹力作用下将气垫的第一面抵紧固定台。
进一步地，气垫上还开设有均压槽，均压槽沿气垫的第一面向内开设，正压出气孔与均压槽连通，均压槽通过正压出气孔与正压接口连通。
进一步地，正压出气孔和均压槽所在区域为正压区，正压出气孔和均压槽均设置为至少两个，正压出气孔与均压槽一一对应，正压出气孔和均压槽沿正压区周向均匀布置。
进一步地，气垫上还开设有负压槽、负压抽气孔和负压接口，负压槽沿气垫的第一面向内开设，负压抽气孔沿负压槽的槽底向内开设，负压槽形成负压区，负压区凹于正压区，负压接口与负压抽气孔连通，负压接口能够连通负压气源。
进一步地，气垫上还开设有隔离槽和回气孔，隔离槽沿气垫的第一面向内开设，隔离槽形成隔离区，隔离区位于正压区与负压区之间，回气孔沿隔离槽的槽底向内开设。
进一步地，气动结构还包括负压传感器和负压流量传感器，负压传感器和负压流量传感器均设置在负压接口与负压气源的连通路径上。
进一步地，气动结构还包括正压传感器和正压流量传感器，正压传感器和正压流量传感器均设置在正压接口与正压气源的连通路径上。
进一步地，气动结构还包括正压阀门、负压阀门和控制器，正压阀门设置在正压接口与正压气源的连通路径上，负压阀门设置在负压接口与负压气源的连通路径上，正压传感器、正压流量传感器、正压阀门、负压传感器、负压流量传感器和负压阀门均与控制器通信连接。
进一步地，气动结构还包括正压阀门，正压阀门设置在正压接口与正压气源的连通路径上；和/或，
气动结构还包括负压阀门，负压阀门设置在负压接口与负压气源的连通路径上。
进一步地，基座上开设有相互连通的容纳孔和调节孔，弹性件位于容纳孔内，气动刹车装置还包括调节杆，调节杆的第一端穿过调节孔抵住弹性件。
进一步地，气动刹车装置还包括解耦件，解耦件设置在气垫与基座之间，气垫和基座均与解耦件连接。
进一步地，解耦件包括第一解耦片和第二解耦片，第一解耦片与气垫连接，第一解耦片上开设有至少两个形变孔，形变孔之间形成第一解耦区，第一解耦片和基座均与第二解耦片连接，第二解耦片与第一解耦片的连接处形成第二解耦区。
进一步地，气动刹车装置还包括安装块和连接杆，安装块的第一面朝向解耦件，安装块的第二面抵住弹性件，连接杆依次穿过安装块和解耦件后与气垫连接，形变孔与第一解耦区围成浮动区，安装块的第二面全部位于浮动区内。
为了实现上述目的，根据本发明的一方面，还提供了一种运动平台，包括：固定台；移动台，与固定台滑动配合；以及上述的气动刹车装置，基座与移动台连接，气垫的第一面朝向固定台，在刹车状态下，气垫的第一面抵紧固定台，移动台能够相对固定台固定，气动结构在浮起状态下，气垫与固定台之间形成气隙，移动台能够相对固定台移动。
为了实现上述目的，根据本发明的一方面，还提供了一种气动刹车装置的控制方法，使用上述的气动刹车装置实现，方法包括浮起步骤和刹车步骤，当接收到启动指令时，实行浮起步骤，浮起步骤包括：使正压气源的气体进入正压接口，并从正压出气孔输出，气体克服弹性件的弹力，并在气垫的第一面与固定台之间形成气膜，以使气垫与固定台之间形成气隙；当接收到停止指令时，实行刹车步骤，刹车步骤包括：停止向正压接口通入气体，弹性件受自身弹力作用伸长，带动气垫抵紧固定台。
应用本发明的技术方案，在移动台和固定台之间增加气动刹车装置，当精密设备停止时，气动结构处于刹车状态，气垫的第一面抵紧固定台，实现移动台与固定台相对固定，当移动台受到外力时，由于气动刹车装置的作用，移动台无法发生抖动和偏移，使得移动台与固定台之间的位置关系不会发生变化，进而避免因此对精密设备使用的影响；当精密设备运行时，气体从正压气源进入正压接口，并从正压出气孔输出至固定台上，产生反作用力作用于弹性件，弹性件被压缩，使得气垫与固定台之间产生气隙，此时，移动台与固定台的固定关系解除，移动台能够相对固定台移动，保证精密设备的正常使用。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明的实施例的气动刹车装置爆炸结构示意图；
图2示出了本发明的图1的气动刹车装置的气动结构的结构示意图；
图3示出了本发明的图1的气动刹车装置的解耦件的结构示意图；
图4示出了本发明的图1的气动刹车装置的控制器与其他部件配合的原理图；以及
图5示出了本发明的实施例的运动台的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、气动刹车装置；11、基座；111、调节孔；12、弹性件；13、气动结构；131、气垫；1311、正压出气孔；1312、均压槽；1313、负压槽；1314、负压抽气孔；1315、隔离槽；1316、回气孔；1317、负压传感器；1318、负压流量传感器；1319、正压传感器；1320、正压流量传感器；1321、正压阀门；1322、负压阀门；1323、控制器；132、正压接头；133、负压接头；14、调节杆；15、解耦件；151、第一解耦片；1511、形变孔；1512、第一连接孔；152、第二解耦片；1521、第二连接孔；16、安装块；161、连接杆；20、正压气源；30、负压气源；40、固定台；50、移动台。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明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。
结合参见图1至图3所示，本发明提供了一种气动刹车装置10，包括：基座11，被构造为能够与移动台50连接；弹性件12；以及气动结构13，具有浮起状态和刹车状态，气动结构13包括气垫131，气垫131的第一面被构造为能够对准固定台40，弹性件12设置在气垫131的第二面与基座11之间，气垫131上开设有相互连通的正压接口和正压出气孔1311，正压出气孔1311沿气垫131的第一面向内开设，正压接口被构造为能够连通正压气源20；在浮起状态下，正压气源20打开，正压气源20的气体沿正压接口进入并从正压出气孔1311输出，在气垫131的第一面与固定台40之间形成气膜，以使气垫131与固定台40之间形成气隙，移动台50能够相对固定台40运动；在刹车状态下，正压气源20关闭，弹性件12在自身弹力作用下将气垫131的第一面抵紧固定台40。
在本实施例中，当移动台50和固定台40工作时，气动结构13处于浮起状态，具体通过打开正压气源20实现，正压气源20的气体从正压接口进入气垫131内部的正压气体通道，并从正压出气孔1311输出至气垫131的第一面与固定台40之间，气体输出至固定台40上并产生反作用力，克服弹性件12的弹力并压缩弹性件12，同时，气体在气垫131的第一面与固定台40之间形成气膜，气体的摩擦力非常小，使得移动台50能够相对固定台40移动，气动刹车装置10与固定台40之间的抵紧关系被解除，气动刹车装置10仅通过基座11与移动台50连接，此时，气动刹车装置10不影响移动台50和固定台40的相对移动，使得移动台50和固定台40能够正常工作。当移动台50和固定台40停止相对移动时，气动结构13处于刹车状态，具体通过关闭正压气源20实现，气垫131的第一面与固定台40之间形成的气膜消失，同时，气体施加在弹性件12上的反作用力消失，弹性件12受自身弹性作用向恢复原长的方向伸长，带动气垫131向远离弹性件12的方向移动，并使气垫131的第一面抵紧固定台40，通过弹力的作用使移动台50和固定台40相对固定，此时，当移动台50受到外力时，由于气动刹车装置10的固定作用，移动台50无法相对固定台40移动，进而无法发生抖动和偏移，使得移动台50能够停留在相对于固定台40的当前位置，即使得移动台50与固定台40之间的相对位置关系不会发生变化，进而避免因此对精密设备正常工作的影响。
具体地，正压电源20可以为带有鼓气功能的储气罐，也可以为鼓气机。正压接口处连通有正压接头132，便于正压气源20的接入。
结合参见图1至图3所示，本发明的一个实施例中，气垫131上还开设有均压槽1312，均压槽1312沿气垫131的第一面向内开设，正压出气孔1311与均压槽1312连通，均压槽1312通过正压出气孔1311与正压接口连通。
在本实施例中，正压接口、正压出气孔1311和均压槽1312依次连通，正压气源20的气体从正压接口进入气垫131内部的正压气体通道，再从正压出气孔1311输出至均压槽1312内，从均压槽1312均匀输出至气垫131的第一面与固定台40之间，均压槽1312用于为气体提供流动路径，扩大气体的输出空间，使得气垫131的第一面与固定台40之间快速形成气膜，提高气动结构13从刹车状态切换至浮起状态的效率。
结合参见图1至图3所示，本发明的一个实施例中，正压出气孔1311和均压槽1312所在区域为正压区，正压出气孔1311和均压槽1312均设置为至少两个，正压出气孔1311与均压槽1312一一对应，正压出气孔1311和均压槽1312沿正压区周向均匀布置。
在本实施例中，正压气源20的气体从正压接口进入气垫131内部的正压气体通道，再从每个正压出气孔1311输出，每个正压出气孔1311输出的气体沿该正压出气孔1311对应的均压槽1312输出至气垫131的第一面与固定台40之间。一方面，通过多个正压出气孔1311和多个均压槽1312的设置，使得气体能够快速大量的输出至气垫131的第一面与固定台40之间，以快速形成气膜；另一方面，通过正压出气孔1311和均压槽1312沿正压区周向均匀布置的设置，能够保证气膜的均匀性，以保证气垫131的第一面与其正对的固定台40的一面始终保持相互平行的状态，进而保证弹性件12能够始终沿其长度方向伸缩，避免弹性件12发生偏移伸缩而影响其弹力。
具体地，正压区位于气垫131的第一面的边缘。气垫131的第一面的形状为圆形，均压槽1312为弧形槽，均压槽1312的弧度与气垫131的第一面的弧度相适配。正压出气孔1311和均压槽1312均为三个，正压出气孔1311设置在均压槽1312的正中位置。
结合参见图1至图3所示，本发明的一个实施例中，气垫131上还开设有负压槽1313、负压抽气孔1314和负压接口，负压槽1313沿气垫131的第一面向内开设，负压抽气孔1314沿负压槽1313的槽底向内开设，负压槽1313形成负压区，负压区凹于正压区，负压接口与负压抽气孔1314连通，负压接口能够连通负压气源30。
需要说明的是，为了快速实现气动结构13从浮起状态切换至刹车状态，负压气源30持续开启，当气动结构13需要从刹车状态切换至浮起状态时，正压气源20的气体产生的正压压力能够克服弹性件12的弹力的同时，还能够克服负压气源30产生的负压压力。
在本实施例中，当气动结构13需要从浮起状态切换为刹车状态时，除了利用弹性件12的弹力作用之外，还能够通过负压作用，使气动结构13切换为刹车状态，具体为：关闭正压气源20，通过持续开启的负压气源30将气垫131的第一面与固定台40之间的气体抽至气垫131内部的负压气体通道，使气垫131的第一面与固定台40之间的气膜消失，使两者之间形成负压状态，促进气垫131的第一面抵紧固定台40，负压槽1313、负压抽气孔1314和负压接口三者能够配合弹性件12，共同使气动结构13顺利从浮起状态切换为刹车状态。
当气动结构13处于浮起状态时，气垫131的第一面与固定台40是贴合状态的，为了使负压抽气孔1314能够顺利进行抽气，设置负压槽1313，并使负压区凹于正压区，此时负压槽1313与固定台40之间形成一个腔体，再启动负压气源30，该腔体内的气体就能够从负压抽气孔1314进入气垫131内部的负压气体通道，并从负压接口排出，也就是说，负压槽1313的设置，能够保证负压抽气孔1314的正常使用，进而保证负压的顺利形成。
具体地，负压气源30可以为真空机。负压槽1313为圆形槽，位于气垫131的第一面的中心，负压抽气孔1314位于负压槽1313的中心。负压接口处连通有负压接头133，便于负压气源30的接入。
结合参见图1至图3所示，本发明的一个实施例中，气垫131上还开设有隔离槽1315和回气孔1316，隔离槽1315沿气垫131的第一面向内开设，隔离槽1315形成隔离区，隔离区位于正压区与负压区之间，回气孔1316沿隔离槽1315的槽底向内开设。
在本实施例中，负压区与正压区分隔开，回气孔1316与气垫131内部的负压气体通道连通，当气动结构13需要从浮起状态切换为刹车状态时，负压区的气体先从负压抽气孔1314进入气垫131内部的负压气体通道，在负压槽1313与固定台40之间形成负压的区域，此时位于正压区与固定台40之间的气体能够通过回气孔1316进入气垫131内部的负压气体通道，使气垫131的第一面与固定台40之间的气体能够快速排出，进而使得气垫131的第一面能够快速抵紧固定台40，以使气动结构13的刹车状态快速形成。
在另一个实施例中，回气孔1316与外界大气环境连通，气垫131内部的负压气体通道仅与负压抽气孔1314连通。
具体地，隔离槽1315为环形槽，回气孔1316设置为多个，沿隔离槽1315的周向均匀布置，增加正压区的气体排出的效率。
结合参见图1至图4所示，本发明的一个实施例中，气动结构13还包括负压传感器1317和负压流量传感器1318，负压传感器1317和负压流量传感器1318均设置在负压接口与负压气源30的连通路径上。
在本实施例中，当负压气源30启动时，负压传感器1317能够检测气垫131的第一面与固定台40之间的气压状态，负压流量传感器1318能够检测进入负压抽气孔1314和回气孔1316的气体的流量，一方面，能够判定气垫131的第一面是否抵紧在固定台40上，以判定气动结构13是否处于刹车状态；另一方面，能够在进行抽气的同时，实时监控气动结构13从浮起状态切换至刹车状态的程度，以及时做出对应处理；再一方面，能够判定负压气源30与负压接口之间的管路以及负压接头133是否出现漏气的情况，以及时进行更换或维修。
结合参见图1至图4所示，本发明的一个实施例中，气动结构13还包括正压传感器1319和正压流量传感器1320，正压传感器1319和正压流量传感器1320均设置在正压接口与正压气源20的连通路径上。
在本实施例中，当正压气源20启动时，正压传感器1319能够检测进入气垫131内部的正压气体通道的气体的压力，正压流量传感器1320能够检测进入气垫131内部的正压气体通道的气体的流量，一方面，能够通过控制气体的压力和流量，控制气动结构13从刹车状态切换至浮起状态的速度；另一方面，能够判定正压气源20与正压接口之间的管路以及正压接头132是否出现漏气的情况，以及时进行更换或维修。
结合参见图1至图4所示，本发明的一个实施例中，气动结构13还包括正压阀门1321、负压阀门1322和控制器1323，正压阀门1321设置在正压接口与正压气源20的连通路径上，负压阀门1322设置在负压接口与负压气源30的连通路径上，正压传感器1319、正压流量传感器1320、正压阀门1321、负压传感器1317、负压流量传感器1318和负压阀门1322均与控制器1323通信连接。
在本实施例中，当气动结构13需要从浮起状态切换为刹车状态时，正压阀门1321关闭，负压阀门1322开启，避免正压气源20从正压出气孔1311进入气垫131的第一面与固定台40之间，避免因此影响刹车状态的形成；当气动结构13需要从刹车状态切换至浮起状态时，正压阀门1321开启，负压阀门1322可以选择关闭，也可以选择开启，只要负压气源30不进行抽气，均不会影响浮起状态的形成。
正压传感器1319将检测到的压力值、正压流量传感器1320将检测到的流量值、负压传感器1317将检测到的压力值以及负压流量传感器1318将检测到的压力值实时发送至控制器1323，控制器1323根据接收到的各个数值判定气动结构13的各个部件是否正常，并判定气动结构13的当前状态，以及气动结构13是否准确处于浮起状态或刹车状态，控制器1323还用于接收刹车信号后，控制正压阀门1321关闭、负压阀门1322开启，接收浮起信号后，控制正压阀门1321开启。
通过上述设置，能够实时监控气动刹车装置10的情况，并实现自动控制，使用更加方便。
结合参见图1至图3所示，本发明的一个实施例中，基座11上开设有相互连通的容纳孔和调节孔111，弹性件12位于容纳孔内，气动刹车装置10还包括调节杆14，调节杆14的第一端穿过调节孔111抵住弹性件12。
在本实施例中，容纳孔从基座11朝向气垫131的一面向内开设，用于容纳弹性件12，提高空间利用率。容纳孔和调节孔111均为圆孔，容纳孔的孔径大于调节孔111的孔径，调节杆14的第一端设置有圆形的挡板，挡板位于容纳孔内，挡板朝向调节孔111一面的直径大于调节孔111的孔径，避免挡板进入调节孔111内，弹性件12、挡板和调节杆14依次设置，弹性件12的第一端朝向气垫131，弹性件12的第二端与挡板的第一面抵接配合，挡板的第二面与调节杆14的第一端固定连接，调节杆14移动，带动挡板移动，具体为：调节杆14向靠近弹性件12的方向移动，带动挡板向靠近弹性件12的方向移动，增加弹性件12的压缩量，进而增加气垫131的刹车力度，反之，调节杆14向远离弹性件12的方向移动，带动挡板向远离弹性件12的方向移动，减小弹性件12的压缩量，进而减小气垫131的刹车力度。
通过上述设置，使得气垫131的刹车力度可调，一方面，能够根据不同的移动台50和固定台40，调节弹性件12的压缩量，保证刹车功能的顺利实现，增加气动刹车装置10的应用范围；另一方面，能够在弹性件12使用一段时间且弹性力减弱时，通过调节杆14增加弹性件12的压缩量，使弹性件12的弹性力始终保持在需求范围内，保证刹车力度在需求范围内的同时，增加弹性件12的使用时长以及更换周期。
具体地，调节孔111为螺纹孔，调节杆14为螺杆，调节杆14通过改变旋入调节孔111的深度，调节弹性件12的压缩量，进而调节气垫131的刹车力度。
结合参见图1至图3所示，本发明的一个实施例中，气动刹车装置10还包括解耦件15，解耦件15设置在气垫131与基座11之间，气垫131和基座11均与解耦件15连接。
在本实施例中，气垫131相对基座11移动的过程中，会产生不同于移动方向的摆动，此时，解耦件15实现气垫131与基座11的柔性连接，能够抵消气垫131相对于基座11在不同方向上的摆动，一方面，能够避免气垫131与基座11之间的硬连接而导致两者损坏，另一方面，当正压气源20开启时，由于上述移动导致的摆动，气垫131相对于固定台40的对应面的平行度会发生变换，解耦件15能适应该平行度的变换，使得气垫131的第一面与固定台40的对应面始终保持平行，进而保证气膜的均匀形成。
结合参见图1至图3所示，本发明的一个实施例中，解耦件15包括第一解耦片151和第二解耦片152，第一解耦片151与气垫131连接，第一解耦片151上开设有至少两个形变孔1511，形变孔1511之间形成第一解耦区，第一解耦片151和基座11均与第二解耦片152连接，第二解耦片152与第一解耦片151的连接处形成第二解耦区。
在本实施例中，第一解耦片151为圆形片，形变孔1511包括依次连通的第一直段、弧段和第二直段，两个形变孔1511的第一直段相正对，且两个第一直段之间的区域为一个第一解耦区，两个形变孔1511的第二直段相正对，且两个第二直段之间的区域为另一个第一解耦区，当气垫131相对基座11发生摆动时，两个第一解耦区能够发生形变，实现解耦的功能，以图3所示方向为参考进行描述，第一直段和第二直段均竖直设置，且第一直段位于第二直段的上方，第一解耦区实现的解耦方向为左右摆动的方向，也就是说，第一解耦区的设置，能够允许气垫131相对基座11发生左右摆动；两个形变孔1511的弧段相正对，弧段的弧度与第一解耦片151的弧度相适配。
第二解耦片152为圆角矩形片，且设置为两个，以图3所示方向为参考进行描述，两个第二解耦片152分别位于第一解耦片151的左右两侧，两个第二解耦片152与第一解耦片151的两侧的连接处分别形成两个第二解耦区，第二解耦区实现的解耦方向为上下摆动的方向，也就是说，第二解耦区的设置，能够允许气垫131相对基座11发生上下摆动。第一解耦区与第二解耦区的结合，实现气垫131与基座11之间的柔性连接。
具体地，第一解耦片151上开设有两个第一连接孔1512，第一连接孔1512为螺孔，第一连接孔1512位于两个形变孔1511之间，以图3所示方向为参考进行描述，两个第一连接孔1512上下并列设置，第一连接孔1512用于连接气垫131；每个第二解耦片152上开设有两个第二连接孔1521，第二连接孔1521为螺孔，以图3所示方向为参考进行描述，每个第二解耦片152上的两个第二连接孔1521上下并列设置，第二连接孔1521用于连接基座11。
结合参见图1至图3所示，本发明的一个实施例中，气动刹车装置10还包括安装块16和连接杆161，安装块16的第一面朝向解耦件15，安装块16的第二面抵住弹性件12，连接杆161依次穿过安装块16和解耦件15后与气垫131连接，形变孔1511与第一解耦区围成浮动区，安装块16的第二面全部位于浮动区内。
在本实施例中，浮动区即为两个第一连接孔1512之间的区域，安装块16为圆柱体结构，受气垫131摆动的作用，浮动区发生相应摆动，并带动安装块16发生摆动，安装块16的第二面全部位于浮动区内，能够避免因安装块16而限制浮动区的摆动，进而保证解耦件15顺利实现其解耦效果，即安装块16实现避让的作用，同时，安装块16还实现与弹性件12配合的作用，连接杆161实现将安装块16、解耦件15和气垫131进行连接的作用。
具体地，气垫131的第二面开设有两个连接孔，该两个连接孔分别与两个第一连接孔1512同轴，连接杆161设置为两个，两个连接杆161分别与两个第一连接孔1512同轴，连接杆161先穿过第一连接孔1512，后穿设在第二连接孔1521内，实现安装块16、解耦件15和气垫131的连接。
结合参见图1至图5所示，本发明还提供了一种运动平台，包括：固定台40；移动台50，与固定台40滑动配合；以及上述的气动刹车装置10，基座11与移动台50连接，气垫131的第一面朝向固定台40，在刹车状态下，气垫131的第一面抵紧固定台40，移动台50能够相对固定台40固定，气动结构13在浮起状态下，气垫131与固定台40之间形成气隙，移动台50能够相对固定台40移动。
在本实施例中，固定台40开设有“U”型的安装槽，移动台50和气动刹车装置10均位于安装槽内，移动台50的侧壁与安装槽的侧壁滑动配合，气动刹车装置10的基座11与移动台50的顶面连接，气垫131的第一面朝向安装槽的侧壁，并与安装槽的侧壁配合，当移动台50和固定台40停止时，气动结构13处于刹车状态，气动刹车装置10向安装槽的侧壁产生压紧力，压紧力的方向垂直于安装槽的侧壁，该压紧力促使移动台50能够稳定停留在相对于固定台40的当前位置。
具体地，气动刹车装置10设置为两个，分别与安装槽的相对两侧壁配合，两个气动刹车装置10相正对，保证刹车过程的稳定性，以及提供足够的刹车力，避免移动台50相对固定台40发生滑动。
本实施例中运动平台的气动刹车装置10具有上述气动刹车装置10的全部技术方案和全部技术效果，此处不再赘述。
结合参见图1至图5所示，本发明还提供了一种气动刹车装置10的控制方法，使用上述的气动刹车装置10实现，方法包括浮起步骤和刹车步骤，当接收到启动指令时，实行浮起步骤，浮起步骤包括：使正压气源20的气体进入正压接口，并从正压出气孔1311输出，气体克服弹性件12的弹力，并在气垫131的第一面与固定台40之间形成气膜，以使气垫131与固定台40之间形成气隙；当接收到停止指令时，实行刹车步骤，刹车步骤包括：停止向正压接口通入气体，弹性件12受自身弹力作用伸长，带动气垫131抵紧固定台40。
在本实施例中，刹车步骤还包括：关闭正压气源20，通过持续开启的负压气源30将气垫131的第一面与固定台40之间的气体抽至气垫131内部的负压气体通道，使气垫131的第一面与固定台40之间的气膜消失，使两者之间形成负压状态，促进气垫131的第一面抵紧固定台40，负压槽1313、负压抽气孔1314和负压接口三者能够配合弹性件12，共同使气动结构13顺利从浮起状态切换为刹车状态。
通过气动刹车装置10的设置，当移动台50和固定台40工作时，能够实行浮起步骤，避免气动刹车装置10的存在影响移动台50和固定台40的正常工作；当移动台50和固定台40停止时，能够实行刹车步骤，避免移动台50受外力相对固定台40发生移动而改变两者之间的相对位置关系。
在另一个实施例中，气动刹车装置10的控制方法能够通过控制器1323实现，自动实行浮起步骤或刹车步骤，提高自动化和智能化的程度。
本实施例中的气动刹车装置10具有上述气动刹车装置10的全部技术方案和全部技术效果，此处不再赘述。
从以上的描述中，可以看出，本发明的上述的实施例实现了如下技术效果：在移动台和固定台之间增加气动刹车装置，当精密设备停止时，气动结构处于刹车状态，气垫的第一面抵紧固定台，实现移动台与固定台相对固定，当移动台受到外力时，由于气动刹车装置的作用，移动台无法发生抖动和偏移，使得移动台与固定台之间的位置关系不会发生变化，进而避免因此对精密设备使用的影响；当精密设备运行时，气体从正压气源进入正压接口，并从正压出气孔输出至固定台上，作用于气垫，气垫克服弹性件的弹力以及负压气源的负压压力，压缩弹性件，使得气垫与固定台之间产生气隙，此时，移动台与固定台的固定关系解除，移动台能够相对固定台移动，保证精密设备的正常使用。
显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。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，都应当属于本发明保护的范围。
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、工作、器件、组件和/或它们的组合。
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。

Claims (15)

1.一种气动刹车装置，其特征在于，包括：
基座(11)，被构造为能够与移动台(50)连接；
弹性件(12)；以及
气动结构(13)，具有浮起状态和刹车状态，所述气动结构(13)包括气垫(131)，所述气垫(131)的第一面被构造为能够对准固定台(40)，所述弹性件(12)设置在所述气垫(131)的第二面与所述基座(11)之间，所述气垫(131)上开设有相互连通的正压接口和正压出气孔(1311)，所述正压出气孔(1311)沿所述气垫(131)的第一面向内开设，所述正压接口被构造为能够连通正压气源(20)；
在所述浮起状态下，所述正压气源(20)打开，所述正压气源(20)的气体沿所述正压接口进入并从所述正压出气孔(1311)输出，在所述气垫(131)的第一面与所述固定台(40)之间形成气膜，以使所述气垫(131)与所述固定台(40)之间形成气隙，所述移动台(50)能够相对所述固定台(40)运动；
在所述刹车状态下，所述正压气源(20)关闭，所述弹性件(12)在自身弹力作用下将所述气垫(131)的第一面抵紧所述固定台(40)。
2.根据权利要求1所述的气动刹车装置，其特征在于，所述气垫(131)上还开设有均压槽(1312)，所述均压槽(1312)沿所述气垫(131)的第一面向内开设，所述正压出气孔(1311)与所述均压槽(1312)连通，所述均压槽(1312)通过所述正压出气孔(1311)与所述正压接口连通。
3.根据权利要求2所述的气动刹车装置，其特征在于，所述正压出气孔(1311)和所述均压槽(1312)所在区域为正压区，所述正压出气孔(1311)和所述均压槽(1312)均设置为至少两个，所述正压出气孔(1311)与所述均压槽(1312)一一对应，所述正压出气孔(1311)和所述均压槽(1312)沿所述正压区周向均匀布置。
4.根据权利要求3所述的气动刹车装置，其特征在于，所述气垫(131)上还开设有负压槽(1313)、负压抽气孔(1314)和负压接口，所述负压槽(1313)沿所述气垫(131)的第一面向内开设，所述负压抽气孔(1314)沿所述负压槽(1313)的槽底向内开设，所述负压槽(1313)形成负压区，所述负压区凹于所述正压区，所述负压接口与所述负压抽气孔(1314)连通，所述负压接口能够连通负压气源(30)。
5.根据权利要求4所述的气动刹车装置，其特征在于，所述气垫(131)上还开设有隔离槽(1315)和回气孔(1316)，所述隔离槽(1315)沿所述气垫(131)的第一面向内开设，所述隔离槽(1315)形成隔离区，所述隔离区位于所述正压区与所述负压区之间，所述回气孔(1316)沿所述隔离槽(1315)的槽底向内开设。
6.根据权利要求4或5所述的气动刹车装置，其特征在于，所述气动结构(13)还包括负压传感器(1317)和负压流量传感器(1318)，所述负压传感器(1317)和所述负压流量传感器(1318)均设置在所述负压接口与所述负压气源(30)的连通路径上。
7.根据权利要求6所述的气动刹车装置，其特征在于，所述气动结构(13)还包括正压传感器(1319)和正压流量传感器(1320)，所述正压传感器(1319)和所述正压流量传感器(1320)均设置在所述正压接口与所述正压气源(20)的连通路径上。
8.根据权利要求7所述的气动刹车装置，其特征在于，所述气动结构(13)还包括正压阀门(1321)、负压阀门(1322)和控制器(1323)，所述正压阀门(1321)设置在所述正压接口与所述正压气源(20)的连通路径上，所述负压阀门(1322)设置在所述负压接口与所述负压气源(30)的连通路径上，所述正压传感器(1319)、所述正压流量传感器(1320)、所述正压阀门(1321)、所述负压传感器(1317)、所述负压流量传感器(1318)和所述负压阀门(1322)均与所述控制器(1323)通信连接。
9.根据权利要求4或5所述的气动刹车装置，其特征在于，所述气动结构(13)还包括正压阀门(1321)，所述正压阀门(1321)设置在所述正压接口与所述正压气源(20)的连通路径上；和/或，
所述气动结构(13)还包括负压阀门(1322)，所述负压阀门(1322)设置在所述负压接口与所述负压气源(30)的连通路径上。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的气动刹车装置，其特征在于，所述基座(11)上开设有相互连通的容纳孔和调节孔(111)，所述弹性件(12)位于所述容纳孔内，所述气动刹车装置(10)还包括调节杆(14)，所述调节杆(14)的第一端穿过所述调节孔(111)抵住所述弹性件(12)。
11.根据权利要求1至5中任一项所述的气动刹车装置，其特征在于，所述气动刹车装置(10)还包括解耦件(15)，所述解耦件(15)设置在所述气垫(131)与所述基座(11)之间，所述气垫(131)和所述基座(11)均与所述解耦件(15)连接。
12.根据权利要求11所述的气动刹车装置，其特征在于，所述解耦件(15)包括第一解耦片(151)和第二解耦片(152)，所述第一解耦片(151)与所述气垫(131)连接，所述第一解耦片(151)上开设有至少两个形变孔(1511)，所述形变孔(1511)之间形成第一解耦区，所述第一解耦片(151)和所述基座(11)均与所述第二解耦片(152)连接，所述第二解耦片(152)与所述第一解耦片(151)的连接处形成第二解耦区。
13.根据权利要求12所述的气动刹车装置，其特征在于，所述气动刹车装置(10)还包括安装块(16)和连接杆(161)，所述安装块(16)的第一面朝向所述解耦件(15)，所述安装块(16)的第二面抵住所述弹性件(12)，所述连接杆(161)依次穿过所述安装块(16)和所述解耦件(15)后与所述气垫(131)连接，所述形变孔(1511)与所述第一解耦区围成浮动区，所述安装块(16)的第二面全部位于所述浮动区内。
14.一种运动平台，其特征在于，包括：
固定台(40)；
移动台(50)，与所述固定台(40)滑动配合；以及
如权利要求1至13中任一项所述的气动刹车装置(10)，所述基座(11)与所述移动台(50)连接，所述气垫(131)的第一面朝向所述固定台(40)，所述气动结构(13)在所述刹车状态下，所述气垫(131)的第一面抵紧所述固定台(40)，所述移动台(50)能够相对所述固定台(40)固定，在所述浮起状态下，所述气垫(131)与所述固定台(40)之间形成气隙，所述移动台(50)能够相对所述固定台(40)移动。
15.一种气动刹车装置的控制方法，其特征在于，使用如权利要求1至13中任一项所述的气动刹车装置(10)实现，所述方法包括浮起步骤和刹车步骤，
当接收到启动指令时，实行所述浮起步骤，所述浮起步骤包括：
使所述正压气源(20)的气体进入所述正压接口，并从所述正压出气孔(1311)输出，所述气体克服所述弹性件(12)的弹力，并在所述气垫(131)的第一面与所述固定台(40)之间形成气膜，以使所述气垫(131)与所述固定台(40)之间形成气隙；
当接收到停止指令时，实行所述刹车步骤，所述刹车步骤包括：
停止向所述正压接口通入气体，所述弹性件(12)受自身弹力作用伸长，带动所述气垫(131)抵紧所述固定台(40)。
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