1.本发明涉及轴承技术领域，特别是涉及一种气路及回路基于多孔材料和气道机构的混合型气浮轴承。
背景技术：2.半导体和材料科学的制程和检测都是很精密的，随着技术的进步和工艺控制的要求，半导体及材料制程工艺设备，和半导体检测及量测设备运动平台的三维方向的稳定性，位置精准性，位置可重复性要求日益严苛，气浮轴承(air bearing)作为重要的运动和支持器件，在运动平台等领域得到广泛的应用。
3.目前主要的气浮轴承使用材料和加工方法，有两大类：以微纳尺度气隙通道的多孔材料(porous material)为主体通道的多孔材料式气浮轴承(如中国发明专利：基于多孔质材料的气浮组件及平台，公开号：cn105114778a，其结构和工作原理如图1所示) 和在材料上加工内径在微米级以上的气道的、在气浮轴承与平面相对的表面有气孔的气道气孔式气浮轴承(如中国发明专利：一种气浮轴承，公开号：cn110617272b，其结构和工作原理如图2所示)。
4.在多孔材料式气浮轴承中，多孔材料作为通气的主体，上面有机械夹持结构，并由气道气室相连，通过在进气口施加压力气体，压力气体通过气道进入气室，进而经多孔材料的气隙排气，从而在气浮轴承与相对的运动平面之间形成气膜，气浮轴承被气膜顶起而处于悬浮状态。气浮轴承与相对的运动平面之间的距离由气膜厚度，即通气量与载荷的重量相平衡的状态决定。该技术所使用的多孔材料为采用化学材料生长办法长出疏松多孔的材料，里面密均匀布微纳尺度间隙的微小且互连贯通或封闭的孔洞，孔洞缝隙为亚微米—微米级别。
5.在气道气孔式气浮轴承中，其气孔通道的内径数十倍于多孔材料的孔隙内径，在主体材料上采用机械或者激光打孔的工艺加工出若干直径在百微米—毫米级别的气道，在气浮轴承面激光打孔或化学腐蚀/刻蚀加工出与气道贯通的1—10微米级的出气孔。主体材料的上端和气道气室相连，通过在进气口施加压力气体，压力气体通过气道进入气室，进而通过下端面的出气孔排气。出气孔的孔径、分布、间距与通气量共同决定气浮轴承与相对的运动平面之间的气膜厚度。使气浮轴承达到与上述多孔材料式气浮轴承同样的悬浮支撑效果。
6.上述两种材料和结构的气浮轴承，都有其优点和缺点：
7.(1)多孔材料式气浮轴承，出气更均匀、平稳，但是化学材料生长的气隙大小各异(部分会特别小)，而且内部联通曲折，此种结构在使用时特别怕颗粒微尘堵住微气道，所以在多孔材料式气浮轴承上端的进气处需要配置过滤精度较高的空气过滤器，从而预先去除空气中的各种颗粒、微尘、油污等。同时，在一些特定应用场景中，部分工作区域不仅需要通过多孔材料对外排气，还需要具备吸气功能来实现特殊目的，如平衡吸气和排气区域来调节气膜厚度、增加载荷预紧力、吸附平面等，则运动平面所处环境内的颗粒就会被吸附进多
孔材料，进而把联通区域变成封闭状态，影响气膜的厚度和平衡，最终导致多孔材料式气浮轴承无法正常工作，乃至失效。还有，在突然断气或者压力突变的状况下，导致多孔材料式气浮轴承直接摩擦于运动平面上，导致多孔表面产生更多微粒堵塞，乃至摩擦损伤。
8.(2)气道气孔式气浮轴承，因为气道孔径较应用环境的颗粒微尘要大的多，且气道规则平整，不会产生多孔材料式气浮轴承所存在的颗粒堵塞问题。但是气孔气道式排气的出气均匀性、平稳性较多孔材料式气浮轴承差，气膜厚度的精密控制可操作性较差，整体运动和静态平衡能力略差，需要精确设计气孔排布和控制方式来控制气道气孔式气浮轴承的工作性能。
技术实现要素：9.本发明所要解决的技术问题是提供一种气路及回路基于微纳尺度通气孔径的多孔材料和尺度通气孔径的气道机构的混合型气浮轴承，结合微纳尺度通气孔径的多孔材料和较大尺度通气孔径的气道气孔的结构，集成了二者的优点，提升气浮轴承的功能的多样性，并叠加实现了新的功能。
10.为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：
11.一种气路及回路基于多孔材料和气道机构的混合型气浮轴承，包括底部开口轴承外圈和密接嵌套于轴承外圈内部且由多孔材料制成的气浮轴承体，所述轴承外圈的顶部设置有与气浮轴承体连通的进气口，轴承外圈的侧壁内开设有在气浮轴承体外侧均匀分布的吸气孔，轴承外圈内开设有连通各个吸气孔的气道，轴承外圈的顶面上开设有与气道连通的排气口；
12.压力气体由进气口送入气浮轴承体内，并在气浮轴承体的底面和相对的运动平面之间形成气膜，气膜外侧的气体被吸入吸气孔，进而经气道送至排气口并排出，结合吸气孔的平面几何分布控制吸气孔的吸气量和气浮轴承体的排气量，来控制调节气膜的厚度并维持气膜的平衡状态和气膜的流体平滑稳定性，以满足系统所需的承载力、气浮刚度和动静态稳定性。
13.进一步的，所述进气口与排气口相互隔绝。
14.进一步的，所述气道位于轴承外圈外壁上的端口内设置有密封塞。
15.进一步的，所述轴承外圈的底面设置有至少一个凹槽，所述凹槽与吸气孔的端口连通。
16.进一步的，所述气浮轴承体的底面所处水平面位于轴承外圈的底面所处水平基准面的上方，两个平面之间具有一定的高度差。
17.进一步的，所述轴承外圈的内侧顶面上设置有若干个均匀分布的定位块。
18.还提供了一种气路及回路基于多孔材料和气道机构的混合型气浮轴承，包括轴承盖体、一体成型设置于轴承盖体底面上并均匀分布的支撑柱体、密接于轴承盖体的底部并嵌套于支撑柱体外侧的气浮轴承体，所述轴承盖体的顶部设置有位于气浮轴承体正上方且与轴承盖体的底部内侧连通的进气口，每个所述支撑柱体内开设有若干个均匀分布的吸气孔，轴承盖体的顶部内开设有连通各个吸气孔的气道，轴承盖体的顶面上开设有与气道连通的排气口；
19.压力气体由进气口送入气浮轴承体内，并在气浮轴承体的底面和相对的运动平面
之间形成气膜，气膜内侧的气体被吸入吸气孔，进而经气道送至排气口并排出，结合吸气孔的平面几何分布控制吸气孔的吸气量和气浮轴承体的排气量，来控制调节气膜的厚度并维持气膜的平衡状态和气膜的流体平滑稳定性，以满足系统所需的承载力、气浮刚度和动静态稳定性。
20.进一步的，所述气道位于轴承外圈外壁上的端口内设置有密封塞。
21.进一步的，所述气浮轴承体的底面所处水平面位于支撑柱体的底面所处水平基准面的上方，两个平面之间具有一定的高度差。
22.进一步的，所述轴承盖体的底面边缘一体设置有与气浮轴承体衔接的凸缘。
23.本发明的有益效果如下：
24.本发明通过在多孔材料制成的气浮轴承体的外侧设置具备吸气功能的轴承外圈，有机结合了微纳尺度通气孔径的多孔材料气浮轴承和较大尺度通气孔径的气道气孔式气浮轴承的优点，提升气浮轴承的功能多样性，并叠加实现了新的功能：
25.1.通过多孔材料的气浮轴承体实现大面积密布式喷气，从而形成气浮轴承工作所需的气膜，结合吸气孔12的平面几何分布，通过控制多气道气孔的吸气量和气浮轴承体2的排气量，为平衡气膜作pid反馈补偿，可更好地动态控制调节气膜的厚度并维持气膜的平衡状态和气膜的流体平滑稳定性，以满足系统所需的承载力、气浮刚度和动静态稳定性；
26.2.通过控制气道气孔的吸气量，可调整气浮轴承底部的气膜的承载能力，可为气浮轴承体提供预紧力；
27.3.通过在多孔材料制成的气浮轴承体的外周设置吸气孔，可将气浮轴承体外围环境中的颗粒微尘吸附清除，以保护中间的多孔材料免受颗粒微尘的堵塞，进而可保证气浮轴承工作的可靠性和性能的稳定性；
28.4.通过将多孔材料制成的气浮轴承体的底面高于吸气孔所在平面，可通过降低气浮轴承体的排气量，或同时将气浮轴承体和吸气孔气流转为负压状态，使气浮轴承牢牢吸附在相对的运动平面上，对气浮轴承的运动起到刹车制动的作用，或通过吸附力牵制相对的运动平面所在的器件而使器件保持位置固定，由于吸气孔端口所在的平面具备一定的平滑性，并且采用减摩涂层或材料，使得气浮轴承与相对的运动平面接触时，不会对多孔材料和运动平面造成任何损伤。
附图说明
29.图1为现有技术中多孔材料式气浮轴承的结构示意图；
30.图2为现有技术中气道气孔式气浮轴承的结构示意图；
31.图3为实施例一的立体结构示意图之一；
32.图4为实施例一的立体结构示意图之二；
33.图5为实施例一的剖视结构示意图；
34.图6为实施例一中轴承外圈的立体结构示意图；
35.图7为实施例二的立体结构示意图；
36.图8为实施例三的立体结构示意图；
37.图9为实施例三的剖视结构示意图；
38.图10为图9中a部的放大结构示意图；
39.图11为实施例四的立体结构示意图；
40.图12为实施例五的立体结构示意图之一；
41.图13为实施例五的立体结构示意图之二；
42.图14为实施例五的剖视结构示意图；
43.图15为实施例五中轴承盖体和支撑柱体的立体结构示意图。
44.图中：1轴承外圈、11进气口、12吸气孔、13气道、14排气口、15凹槽、16定位块、2气浮轴承体、3密封塞、4轴承盖体、41支撑柱体、42凸缘。
具体实施方式
45.下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
46.实施例一：
47.请参阅图3至图5，一种气路及回路基于多孔材料和气道机构的混合型气浮轴承，包括底部开口的轴承外圈1和密接嵌套于轴承外圈1内部且由多孔材料制成的气浮轴承体2，轴承外圈1作为气浮轴承的支撑和夹持结构，采用不锈钢或铝合金、陶瓷(如碳化硅，氮化硅等)、工程塑料、高分子复合材料等一些高比刚度、高强度、高表面光洁度材料制成，本实施例中为圆柱形结构，其与外部的进气和吸气结构进行连接，以及与外部的安装位置连接固定等，具体的连接结构可根据其实际应场合的需要进行设定，此处省略描述。气浮轴承体2采用现有的多孔材料制成，气孔材料通气孔径为0.1～1微米数量级，其通气性能即其它各项性能也与现有的多孔材料式气浮轴承中的相同，此处也不作详细描述。
48.如图6所示，轴承外圈1的底面中心处开设有用于容纳和固定安装气浮轴承体2 的腔室。气浮轴承体2为柱体结构，本实施例中采用如图4中所示的圆柱体结构，腔室的截面轮廓与气浮轴承体2的截面轮廓相匹配，使得气浮轴承体2可完全嵌入腔室内，并使气浮轴承体2的外壁与腔室的内壁充分接触。气浮轴承体2的外壁与腔室的内壁之间通过粘合胶连接固定，使气浮轴承体2在腔室内保持相对固定，同时气浮轴承体2 的顶面与腔室的顶面预留一定的距离，即使得气浮轴承体2的顶部保留一定的气体缓冲空间，以使气体可在气浮轴承体2的顶部均匀分布，进而可均匀通过气浮轴承体2。
49.轴承外圈1的顶部设置有与轴承外圈1的内部连通的进气口11。本实施例中，进气口11设置在气浮轴承体2正上方，气浮轴承体2的顶面与轴承外圈1的腔室顶面之间留有一定的间距，从而形成连通进气口11和气浮轴承体2的气体缓冲空间。外部的压力气体通过外部管路及连接件引入进气口11内，进而进入气体缓冲空间，而后通过气浮轴承体2的底面均匀喷出，在气浮轴承体2的底部和相对的运动平面之间形成一定厚度的气膜，对气浮轴承及其上的载荷起到支撑作用。该工作原理与现有的多孔材料式气浮轴承的工作原理相同。
50.优选的，轴承外圈1的内侧顶面(即气体缓冲空间的侧壁)上设置有若干个(本实施例中为4个)均匀分布的定位块16，则气浮轴承体2放置于轴承外圈1的腔室内后，其顶面与定位块16的底部相抵，便于气浮轴承体2在腔室内的快速定位，能够保证批量生产时，腔室内预留的空气缓冲空间的大小一致。由于定位块16的体积较小，对气体缓冲空间内的气体流动的影响可以忽略不计。
51.轴承外圈1的侧壁内开设有在气浮轴承体2外侧均匀分布的吸气孔12。本实施例
中，吸气孔12在轴承外圈1的底面上成环形均匀分布，每环上吸气孔12的数量为8 个，共设置两环(具体的气孔内径尺寸，数量和分布位置，如气孔环数，根据气浮轴承自身大小尺寸以及吸气量大小适当设置)。吸气孔12在轴承外圈1的侧壁内垂直设置，通过激光打孔工艺或其他适合的孔加工工艺加工而成，可有效保证每个吸气孔12的规格(即孔径、深度、表面粗糙度等)一致且在轴承外圈12上分布均匀。本实施例中，吸气孔12的内径为百微米数量级。
52.轴承外圈1内开设有连通各个吸气孔12的气道13。本实施例中，气道13开设于轴承外圈1的顶部内，如图5所示，气道13为水平设置，共开设四个气道13，每个气道13将位于轴承外圈1的顶面上同一直径线上的四个吸气孔12连通，四个气道13的轴线位于同一水平面内，则四个气道13的中心交汇于轴承外圈1的中心轴线上，从而使得16个吸气孔12连通。优选的，气道13位于轴承外圈1外壁上的端口内设置密封塞3，可使气道13的外侧端部密封，保证气道13与吸气孔12连通的密闭性。密封塞3 选用橡胶带、密封螺钉、密封胶或其他任意一种具备相同密封功能的形式。本实施例中，根据轴承外圈1所采用的材质，吸气孔12和气道13可采用激光打孔工艺加工等任意适合的工艺加工而成；也可以吸气孔12所在位置为界，将轴承外圈1设置为内、外两层壳体结构，两侧壳体之间形成贯通的气室(吸气孔12和气道13为一体环形空腔)，两层壳体采用粘结、焊接等任意一种适合的方式连接固定为一体，替代打孔成型。
53.轴承外圈1的顶面上开设有与气道13连通的排气口14。如图5所示，排气口14 开设于轴承外圈1的顶面中心处，进气口11与排气口14相互隔绝，(为避免进气口 11与气道13干涉，进气口11设置在两个气道13之间的区域内)，排气口14的内端口与四个气道13的交汇处贯通，排气口14的外端口通过外部管路及连接件与负压设备连接，通过外部的负压设备可控制和调节排气口14处的负压值，从而调整由吸气孔12 吸入气道13内的气体流量，亦即对应调整气浮轴承体2底面外围气体的负压状态，从而对气浮轴承体2底面正下方的气膜的气流产生影响，调节并维持气膜的平衡状态，具体表现为调整气膜的厚度、刚度和承载能力。同时，在气浮轴承工作的初始状态，通过控制气道气孔内的吸气量，可使轴承外圈1与相对的运动平面之间产生负压吸附力，从而使气浮轴承在相对的运动平面上具备一定的预紧力，这也是现有的气浮轴承所不具备的功能之一。
54.此外，通过在多孔材料制成的气浮轴承体2的外围设置吸气孔12，可将气浮轴承体2外围环境中的颗粒微尘吸附清除，以保护中间的多孔材料免受颗粒微尘的堵塞，进而可保证气浮轴承工作的可靠性和性能的稳定性。
55.本气浮轴承的工作过程为：压力气体由进气口11送入气浮轴承体2内，并在气浮轴承体2的底面和运动平面之间形成气膜(如图5中的实心箭头所示)，气膜外侧的气体被吸入吸气孔12，进而经气道13送至排气口14并排出(如图5中的空心箭头所示)，结合吸气孔(12)的平面几何分布控制吸气孔12的吸气量和气浮轴承体2的排气量，来控制调节气膜的厚度并维持气膜的平衡状态和气膜的流体平滑稳定性，以满足系统所需的承载力、气浮刚度和动静态稳定性。即通过多孔材料的气浮轴承体实现大面积密布式喷气，从而形成气浮轴承工作所需的气膜，通过控制多孔材料模块的排气量和气道气孔的吸气量，为平衡气膜做pid反馈补偿(通过感知负载大小，进而通过改变吸气量，调整气膜的整体压强，进而使气浮轴承底部的气压支撑力与负载平衡，为现有技术，此处不作详细描述)，从而更好地动态控制
气膜的平衡状态，进而提升了气浮轴承工作状态的平稳性。
56.实施例二：
57.请参阅图7，本实施例是在实施例一的基础上进一步优化得出的，与实施例一中的区别在，轴承外圈1的底面设置有至少一个凹槽15，凹槽15与吸气孔12的端口连通。本实施例中，凹槽15设置为一个，且为与内侧的8个吸气孔12的端口处连通的环形凹槽。凹槽15的宽度可根据实际使用的需要设置为大于或等于或小于吸气孔12的孔径。在实际使用时，各个吸气孔12在吸气过程中，经凹槽15连通的吸气孔12的入口端气流在凹槽15的引导作用下，形成环形的吸气屏障，对气浮轴承体2起到全方位的保护，有效避免气浮轴承体2外围环境中的颗粒微尘进入多孔材料内而产生堵塞，进而有效保证气浮轴承工作的可靠性和性能的稳定性。
58.实施例三：
59.请参阅图8至图10，本实施例中，气浮轴承体2和轴承外圈1的结构、安装方式及工作方式均相同，区别在于：气浮轴承体2的底面所处水平面位于轴承外圈1的底面所处水平基准面的上方，即气浮轴承体2的底面位于轴承外圈1的腔体内，与轴承外圈 1的底面存在一定的高度差。
60.对于实施例一中的结构，在异常工作状态，如突然断气或者压力突变，可能会导致气浮轴承体2的底面直接与相对的运动平面直接摩擦接触，导致的多孔材料的表面产生更多微粒堵塞，乃至摩擦损伤。因此，在内侧的多孔材料制成的气浮轴承体2与外侧的吸气孔12的水平面引入高度差，可避免气浮轴承体2的底面与相对的运动平面发生接触，从而进一步保护多孔材料式气浮轴承。在满足气浮轴承体2底面水平面到运动平面的气膜厚度要求的前提下，此高度差大小为＞1微米；保证异常情况下，此高度差大小满足气浮轴承体2底面水平面不会与运动平面摩擦接触即可。本实施例中，气浮轴承体 2的底面高于轴承外圈1的底面若干微米，优选1-10微米。
61.此外，设置气浮轴承体2的底面高于轴承外圈1的底面，可以使气浮轴承具备一个新的功能：通过减小或关闭气浮轴承体2的排气量，或同时将气浮轴承体和吸气孔之间的气流转为负压状态，可以在轴承外圈1与相对的运动平面之间形成吸附负压，使气浮轴承牢牢吸附在相对的运动平面上，对气浮轴承的运动起到刹车制动的作用，或通过吸附力牵制相对的运动平面所在的器件而使器件与气浮轴承之间保持相对位置固定。由于吸气孔12的端口所在的平面具备一定的平滑性，并且采用减摩涂层或材料，使得气浮轴承与相对的运动平面接触时，不会对多孔材料和运动平面造成任何损伤。
62.实施例四：
63.请参阅图11，本实施例是在实施例一的基础上，结合实施例二和实施例三中的设置，即在轴承外圈1的底面设置有至少一个凹槽15，凹槽15与吸气孔12的端口连通，且气浮轴承体2的底面所处水平面位于轴承外圈1的底面所处水平基准面的上方，则本实施例的气浮轴承可同时兼具实施例二和实施例三两款产品的优点，既可形成环形的吸气屏障，对气浮轴承体2起到全方位的保护，有效避免气浮轴承体2外围环境中的颗粒微尘进入多孔材料内而产生堵塞，进而有效保证气浮轴承工作的可靠性和性能的稳定性，又可避免气浮轴承体2的底面与相对的运动平面发生接触，从而进一步保护多孔材料式气浮轴承。
64.实施例五：
65.请参阅图12至图14，一种气路及回路基于多孔材料和气道机构的混合型气浮轴承，包括轴承盖体4、一体成型设置于轴承盖体4底面上并均匀分布的支撑柱体41、密接于轴承盖体4的底部并嵌套于支撑柱体41外侧的气浮轴承体2。本实施例中的轴承盖体4 和支撑柱41为实施例一至实施例四中轴承外圈1的变形结构，气浮轴承体2也为前述各个实施例中的气浮轴承体2的变形。
66.如图15所示，本实施例中，轴承盖体4为圆盘结构，支撑柱体41为圆柱体结构，数量为四个。气浮轴承体2为与轴承盖体4的外径相匹配的圆柱体结构，气浮轴承体2 的内部开设有四个与支撑柱体41相匹配的通孔，并通过通孔套设在支撑柱体41上，通孔的内壁与支撑柱体41的外壁之间通过粘合胶连接。轴承盖体4的底面边缘一体设置有与气浮轴承体2衔接的凸缘42，气浮轴承体2的顶面与凸缘42的底面相抵靠，并通过粘合胶连接，使得凸缘42之间的空间位于气浮轴承体2的顶部形成气体缓冲空间，以使气体可在气浮轴承体2的顶部均匀分布，进而可均匀通过气浮轴承体2。
67.轴承盖体4的顶部设置有位于气浮轴承体2正上方且与轴承盖体4的底部内侧(气体缓冲空间)连通的进气口11。外部的压力气体通过外部管路及连接件引入进气口11 内，进而进入气体缓冲空间，而后通过气浮轴承体2的底面均匀喷出，在气浮轴承体2 的底部和相对的运动平面之间形成一定厚度的气膜，对气浮轴承及其上的载荷起到支撑作用。
68.每个支撑柱体41内开设有四个均匀分布的吸气孔12，轴承盖体4的顶部内开设有连通各个吸气孔12的气道13，轴承盖体4的顶面上开设有与气道13连通的排气口14。吸气孔12、气道13和排气口14的加工工艺、位置设置方式以及相互的连接方式与实施例一中相同，此处不在重述。
69.排气口14的外端口通过外部管路及连接件与负压设备连接，通过外部的负压设备可控制和调节排气口14处的负压值，从而调整由吸气孔12吸入气道13内的气体流量，亦即对应调整气浮轴承体2底面内侧气体的负压状态，从而对气浮轴承体2底面正下方的气膜的气流产生影响，调节气膜的厚度并维持气膜的平衡状态，具体表现为调整气膜的厚度、刚度和承载能力。同时，在气浮轴承工作的初始状态，通过控制气道气孔内的吸气量，可使轴承外圈1与相对的运动平面之间产生负压吸附力，从而使气浮轴承在相对的运动平面上具备一定的载荷预紧力。
70.该实施例与实施例一相比，在气浮轴承外径尺寸相同的情况下，气浮轴承体2的底面面积与气浮轴承底面面积的占比较大，因而在进气口11的进气压力相同的条件下，气浮轴承整体的承载能力更强；由于吸气口12设置在气浮轴承体2的底面内侧，因而吸气量的大小仅能调整气浮轴承的承载性能，无法对气浮轴承体2的外围形成防护，不能有效清除气浮轴承体2外部的颗粒微尘，更适于应用在环境清洁度较好的场合。为保证通过气浮轴承体2的气体单向向下送出，需要在气浮轴承体2的外圆面上设置橡胶密封圈或在气浮轴承体2的外圆面上涂覆密封层或在凸缘42的底面边缘密封连接或一体设置密封壳体结构。
71.与实施例一中同样的，气道13位于轴承外圈1外壁上的端口内设置有密封塞3，以使气道13的外侧端部密封，保证气道13与吸气孔12连通的密闭性。或与实施例三或实施例四中同样的，气浮轴承体2的底面所处水平面位于支撑柱体41的底面所处水平基准面的上方，以避免气浮轴承体2的底面与相对的运动平面发生接触，从而进一步保护多孔材料式气浮轴承。
72.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
技术特征：1.一种气路及回路基于多孔材料和气道机构的混合型气浮轴承，其特征在于：包括底部开口轴承外圈(1)和密接嵌套于轴承外圈(1)内部且由多孔材料制成的气浮轴承体(2)，所述轴承外圈(1)的顶部设置有与气浮轴承体(2)连通的进气口(11)，轴承外圈(1)的侧壁内开设有在气浮轴承体(2)外侧均匀分布的吸气孔(12)，轴承外圈(1)内开设有连通各个吸气孔(12)的气道(13)，轴承外圈(1)的顶面上开设有与气道(13)连通的排气口(14)；压力气体由进气口(11)送入气浮轴承体(2)内，并在气浮轴承体(2)的底面和相对的运动平面之间形成气膜，气膜外侧的气体被吸入吸气孔(12)，进而经气道(13)送至排气口(14)并排出，结合吸气孔(12)的平面几何分布控制吸气孔(12)的吸气量和气浮轴承体(2)的排气量，来控制调节气膜的厚度并维持气膜的平衡状态和气膜的流体平滑稳定性，以满足系统所需的承载力、气浮刚度和动静态稳定性。2.根据权利要求1所述的一种气路及回路基于多孔材料和气道机构的混合型气浮轴承，其特征在于：所述进气口(11)与排气口(14)相互隔绝。3.根据权利要求2所述的一种气路及回路基于多孔材料和气道机构的混合型气浮轴承，其特征在于：所述气道(13)位于轴承外圈(1)外壁上的端口内设置有密封塞(3)。4.根据权利要求1所述的一种气路及回路基于多孔材料和气道机构的混合型气浮轴承，其特征在于：所述轴承外圈(1)的底面设置有至少一个凹槽(15)，所述凹槽(15)与吸气孔(12)的端口连通。5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种气路及回路基于多孔材料和气道机构的混合型气浮轴承，其特征在于：所述气浮轴承体(2)的底面所处水平面位于轴承外圈(1)的底面所处水平基准面的上方，两个平面之间具有一定的高度差。6.根据权利要求5所述的一种气路及回路基于多孔材料和气道机构的混合型气浮轴承，其特征在于：所述轴承外圈(1)的内侧顶面上设置有若干个均匀分布的定位块(16)。7.一种气路及回路基于多孔材料和气道机构的混合型气浮轴承，其特征在于：包括轴承盖体(4)、一体成型设置于轴承盖体(4)底面上并均匀分布的支撑柱体(41)、密接于轴承盖体(4)的底部并嵌套于支撑柱体(41)外侧的气浮轴承体(2)，所述轴承盖体(4)的顶部设置有位于气浮轴承体(2)正上方且与轴承盖体(4)的底部内侧连通的进气口(11)，每个所述支撑柱体(41)内开设有若干个均匀分布的吸气孔(12)，轴承盖体(4)的顶部内开设有连通各个吸气孔(12)的气道(13)，轴承盖体(4)的顶面上开设有与气道(13)连通的排气口(14)；压力气体由进气口(11)送入气浮轴承体(2)内，并在气浮轴承体(2)的底面和相对的运动平面之间形成气膜，气膜内侧的气体被吸入吸气孔(12)，进而经气道(13)送至排气口(14)并排出，结合吸气孔(12)的平面几何分布控制吸气孔(12)的吸气量和气浮轴承体(2)的排气量，来控制调节气膜的厚度并维持气膜的平衡状态和气膜的流体平滑稳定性，以满足系统所需的承载力、气浮刚度和动静态稳定性。8.根据权利要求7所述的一种气路及回路基于多孔材料和气道机构的混合型气浮轴承，其特征在于：所述气道(13)位于轴承外圈(1)外壁上的端口内设置有密封塞(3)。9.根据权利要求7或8所述的一种气路及回路基于多孔材料和气道机构的混合型气浮轴承，其特征在于：所述气浮轴承体(2)的底面所处水平面位于支撑柱体(41)的底面所处水平基准面的上方，两个平面之间具有一定的高度差。10.根据权利要求9所述的一种气路及回路基于多孔材料和气道机构的混合型气浮轴
承，其特征在于：所述轴承盖体(4)的底面边缘一体设置有与气浮轴承体(2)衔接的凸缘(42)。
技术总结本发明公开了一种气路及回路基于多孔材料和气道机构的混合型气浮轴承，包括轴承外圈和密接嵌套于轴承外圈内部的气浮轴承体，轴承外圈的顶部设置有进气口，轴承外圈的侧壁内开设有吸气孔，轴承外圈的内开设有连通各个吸气孔的气道，轴承外圈的顶面上开设有与气道连通的排气口；压力气体由进气口送入气浮轴承体内，并在气浮轴承体的底面和相对的运动平面之间形成气膜，气膜外侧的气体被吸入吸气孔，进而经气道送至排气口并排出，通过控制压力气体的排气量和吸气孔的吸气量来控制调节气膜的的厚度并维持其平衡状态，以及气膜的流体平滑稳定性。本发明有机结合了多孔材料气浮轴承和气道气孔式气浮轴承的优点，提升了气浮轴承的功能多样性。功能多样性。功能多样性。
技术研发人员：朱干军 王旭东 黄磊 李淑蓉 寇欣
受保护的技术使用者：中电科风华信息装备股份有限公司
技术研发日：2022.07.18
技术公布日：2022/11/1
