【技术实现步骤摘要】
本申请涉及机械，特别是涉及一种用于晶圆键合设备的双作用无摩擦气缸。
技术介绍
1、气缸作为晶圆键合设备的执行元件，由缸体、端盖、活塞、活塞杆和密封件等组成，将压缩空气的压力能转换为机械能，驱动机构作直线往复运动、摆动和旋转运动。普通的气缸常采用机械密封，缸体和活塞之间存在较大的摩擦力。为使气缸实现高精度的输出力控制，基于气体润滑技术的无摩擦气缸被提出。
2、现有的无摩擦气缸一般是利用静压气体轴承原理来消除摩擦，即在缸体内部或活塞外表面设计节流孔，用各种方式引导高压气体经过节流孔后进入预留好的气膜间隙，使活塞与缸体内壁之间形成一层气膜，从而获得无摩擦的效果。
3、然后，有的无摩擦气缸通过开放式的活塞设计实现了缸体内部高压腔向活塞气浮面供气，并同时向低压腔排气，但特殊活塞结构也导致其仅适用在单向运动中输出力的情况，极大的限制了无摩擦气缸的应用场合；有的无摩擦气缸通过在活塞内设计空腔，两端安装单向阀，使两侧工作腔仅在对应的运动方向上供气，从而实现的气缸的伸缩双作用，但只有单个空腔的活塞无法再增加额外的排气设计，增加了高压气体对气浮面的扰动，降低了气膜的稳定性和活塞的径向承载力；还有的无摩擦气缸通过将活塞与活塞杆一体化并在活塞杆内钻通孔，借此为活塞气浮面的供气和排气，但这样会导致活塞结构复杂，加工难度和成本较高，且就无法在两者之间增设球铰结构，让气缸完全失去了应对活塞运行时偏心、同轴度或垂直度较差等情况的能力。因此必须要提供一种能够在伸缩双作用运行的基础上，不通过活塞杆来为活塞供气和排气的双作用无摩擦气缸。>
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种用于晶圆键合设备的双作用无摩擦气缸。
2、一种用于晶圆键合设备的双作用无摩擦气缸，包括：
3、缸体，所述缸体的周面具有第一气口与第二气口；及
4、活塞，所述活塞可滑动地设置于所述缸体中，以将所述缸体的内腔分隔成与所述第一气口连通的第一气腔及与所述第二气口连通的第二气腔，所述活塞的周面与所述缸体之间具有第一气膜间隙，所述活塞具有相隔开的第一流道、第二流道与第三流道，所述第一流道与所述第一气腔、所述第一气膜间隙连通，所述第二流道与所述第二气腔、所述第一气膜间隙连通，所述第三流道与所述第一气膜间隙连通，且所述第三流道靠近所述第一气腔的一侧及靠近所述第二气腔的一侧皆设置有用于排出所述第三流道内的气体的单向阀。
5、在其中一个实施例中，所述第一流道包括多个第一盲孔及多个第一节流孔，所述第一盲孔由所述活塞的前端面朝向所述活塞的后端面延伸，所述第一盲孔与所述第一气腔连通，所述第一节流孔开设于所述活塞的周面并与对应的所述第一盲孔连通；
6、所述第二流道包括多个第二盲孔及多个第二节流孔，所述第二盲孔由所述活塞的后端面朝向所述活塞的前端面延伸，所述第二盲孔与所述第二气腔连通，所述第二节流孔开设于所述活塞的周面并与对应的所述第二盲孔连通；
7、所述第二盲孔与所述第一盲孔沿所述活塞的周向交替设置。
8、在其中一个实施例中，所述第三流道包括主流道与多个主排气孔，所述主流道由所述活塞的前端面贯通至后端面，所述主流道靠近所述活塞的前端面的一侧及靠近所述活塞的后端面的一侧皆设置有所述单向阀，所述主排气孔设置于所述活塞的周面并与所述主流道连通。
9、在其中一个实施例中，所述第三流道还包括多个辅助流道与多个辅助排气孔，所述辅助流道皆由所述活塞的前端面贯通至后端面，多个所述辅助流道围设于所述主流道的四周并与所述主流道连通，所述辅助流道靠近所述活塞的前端面的一侧及靠近所述活塞的后端面的一侧皆封闭，所述辅助排气孔设置于所述活塞的周面并与对应的所述辅助流道连通。
10、在其中一个实施例中，所述主排气孔与所述辅助排气孔皆沿所述活塞的轴向被分成至少一组，每组所述主排气孔与每组所述辅助排气孔皆沿所述活塞的周向间隔设置，所述辅助排气孔位于所述主排气孔的轴向两侧。
11、在其中一个实施例中，所述活塞的周面设置有多个泄压槽，多个所述泄压槽沿所述活塞的轴向间隔设置，每个所述泄压槽皆沿所述活塞的周向绕设一圈，每组所述主排气孔与对应的所述泄压槽连通，每组所述辅助排气孔与对应的所述泄压槽连通。
12、在其中一个实施例中，所述无摩擦气缸还包括前轴承与活塞杆，所述前轴承设置于所述缸体上，所述活塞杆的后端通过球铰转接件与所述活塞连接，所述活塞杆的前端经所述前轴承伸出至所述缸体的外部。
13、在其中一个实施例中，所述活塞杆的周面与所述前轴承之间具有第二气膜间隙，所述缸体的周面还设置有第三气口，所述前轴承的周面设置有多个第三节流孔，所述第三节流孔与所述第二气膜间隙、所述第三气口连通；
14、所述前轴承设置有第四流道，所述第四流道与所述第二气膜间隙、所述缸体的外部环境连通。
15、在其中一个实施例中，所述第四流道包括至少一个子流道与至少一个排气槽，所述子流道由所述前轴承的前端面朝向后端面延伸，所述排气槽沿所述前轴承的周向绕设一圈并与所述子流道连通。
16、在其中一个实施例中，所述排气槽的数量为多个，多个所述排气槽沿所述前轴承的轴向间隔设置，其中至少一个所述排气槽设置于所述第四流道靠近所述第一气腔的一端处。
17、上述双作用无摩擦气缸，通过在活塞上设置相隔开的第一流道、第二流道与第三流道及在第三流道靠近第一气腔的一侧与靠近第二气腔的一侧皆设置用于排出第三流道内的气体的单向阀，可在实现气缸伸缩双作用功能的基础之上，也能实现活塞的供气和排气，避免高压气体对活塞气浮面的影响，也可使得活塞可通过球铰连接件与活塞杆连接，极大的提升了气缸的径向刚度及径向承载力。该双作用无摩擦气缸具有结构简单、装配方便、力控精度更高、工作稳定性更好等特点，可应用于气浮产品刚度检测、气浮主轴类产品承载测试和高精度升降平台重力平衡等需要高精度地输出压力或拉力的测试装置，例如晶圆键合设备。
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1.一种用于晶圆键合设备的双作用无摩擦气缸，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的双作用无摩擦气缸，其特征在于，所述第一流道（210）包括多个第一盲孔（211）及多个第一节流孔（212），所述第一盲孔（211）由所述活塞（200）的前端面朝向所述活塞（200）的后端面延伸，所述第一盲孔（211）与所述第一气腔（A）连通，所述第一节流孔（212）开设于所述活塞（200）的周面并与对应的所述第一盲孔（211）连通；
3.根据权利要求1所述的双作用无摩擦气缸，其特征在于，所述第三流道（230）包括主流道（231）与多个主排气孔（232），所述主流道（231）由所述活塞（200）的前端面贯通至后端面，所述主流道（231）靠近所述活塞（200）的前端面的一侧及靠近所述活塞（200）的后端面的一侧皆设置有所述单向阀（300），所述主排气孔（232）设置于所述活塞（200）的周面并与所述主流道（231）连通。
4.根据权利要求3所述的双作用无摩擦气缸，其特征在于，所述第三流道（230）还包括多个辅助流道（233）与多个辅助排气孔（234），所述辅助流道
5.根据权利要求4所述的双作用无摩擦气缸，其特征在于，所述主排气孔（232）与所述辅助排气孔（234）皆沿所述活塞（200）的轴向被分成至少一组，每组所述主排气孔（232）与每组所述辅助排气孔（234）皆沿所述活塞（200）的周向间隔设置，所述辅助排气孔（234）位于所述主排气孔（232）的轴向两侧。
6.根据权利要求5所述的双作用无摩擦气缸，其特征在于，所述活塞（200）的周面设置有多个泄压槽（240），多个所述泄压槽（240）沿所述活塞（200）的轴向间隔设置，每个所述泄压槽（240）皆沿所述活塞（200）的周向绕设一圈，每组所述主排气孔（232）与对应的所述泄压槽（240）连通，每组所述辅助排气孔（234）与对应的所述泄压槽（240）连通。
7.根据权利要求1至6任一项所述的双作用无摩擦气缸，其特征在于，所述无摩擦气缸还包括前轴承（500）与活塞杆（400），所述前轴承（500）设置于所述缸体（100）上，所述活塞杆（400）的后端通过球铰转接件（600）与所述活塞（200）连接，所述活塞杆（400）的前端经所述前轴承（500）伸出至所述缸体（100）的外部。
8.根据权利要求7所述的双作用无摩擦气缸，其特征在于，所述活塞杆（400）的周面与所述前轴承（500）之间具有第二气膜间隙，所述缸体（100）的周面还设置有第三气口（130），所述前轴承（500）的周面设置有多个第三节流孔（510），所述第三节流孔（510）与所述第二气膜间隙、所述第三气口（130）连通；
9.根据权利要求8所述的双作用无摩擦气缸，其特征在于，所述第四流道（520）包括至少一个子流道（521）与至少一个排气槽（522），所述子流道（521）由所述前轴承（500）的前端面朝向后端面延伸，所述排气槽（522）沿所述前轴承（500）的周向绕设一圈并与所述子流道（521）连通。
10.根据权利要求9所述的双作用无摩擦气缸，其特征在于，所述排气槽（522）的数量为多个，多个所述排气槽（522）沿所述前轴承（500）的轴向间隔设置，其中至少一个所述排气槽（522）设置于所述第四流道（520）靠近所述第一气腔（A）的一端处。
...【技术特征摘要】
1.一种用于晶圆键合设备的双作用无摩擦气缸，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的双作用无摩擦气缸，其特征在于，所述第一流道（210）包括多个第一盲孔（211）及多个第一节流孔（212），所述第一盲孔（211）由所述活塞（200）的前端面朝向所述活塞（200）的后端面延伸，所述第一盲孔（211）与所述第一气腔（a）连通，所述第一节流孔（212）开设于所述活塞（200）的周面并与对应的所述第一盲孔（211）连通；
3.根据权利要求1所述的双作用无摩擦气缸，其特征在于，所述第三流道（230）包括主流道（231）与多个主排气孔（232），所述主流道（231）由所述活塞（200）的前端面贯通至后端面，所述主流道（231）靠近所述活塞（200）的前端面的一侧及靠近所述活塞（200）的后端面的一侧皆设置有所述单向阀（300），所述主排气孔（232）设置于所述活塞（200）的周面并与所述主流道（231）连通。
4.根据权利要求3所述的双作用无摩擦气缸，其特征在于，所述第三流道（230）还包括多个辅助流道（233）与多个辅助排气孔（234），所述辅助流道（233）皆由所述活塞（200）的前端面贯通至后端面，多个所述辅助流道（233）围设于所述主流道（231）的四周并与所述主流道（231）连通，所述辅助流道（233）靠近所述活塞（200）的前端面的一侧及靠近所述活塞（200）的后端面的一侧皆封闭，所述辅助排气孔（234）设置于所述活塞（200）的周面并与对应的所述辅助流道（233）连通。
5.根据权利要求4所述的双作用无摩擦气缸，其特征在于，所述主排气孔（232）与所述辅助排气孔（234）皆沿所述活塞（200）的轴向被分成至少一组，每组所述主排气孔（232）与每组所述辅助排气孔（234）皆沿所述活塞（200）的周向间隔设置，所述辅助排气孔（234）位于...
【专利技术属性】
技术研发人员：高泽楷，陈高强，江敏，王正根，陈万群，
申请(专利权)人：迈为技术珠海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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