[发明专利]用于振动感应装置的安装平台

说明书

技术领域

所公开的主题大体上涉及隔振器和工业工作台。

背景技术

现已有了多种用于工业使用的工作台例如光具座工作台或振动工作台。授予Terry的美国专利No.5,154,963中披露了一种工业工作台，其具有顶板、底板以及分隔这两个板的蜂窝构件。上述蜂窝构件使得在顶板上设置有螺纹孔。外部振动感应的有效载荷装置例如光学系统的光学部件或振动系统处于试验中的装置可连接在工作台的螺纹孔上。

在许多试验研究和工业应用中，将工作台与外部振动例如建筑结构的固有颤动相隔离是所期望的。授予Houghton等人的美国专利No.6,209,841中披露了一种放置在建筑物地板和工作台之间使工作台振动减弱的主动隔离组件。所述隔离件包括与控制器相连的振动传感器和致动器。传感器感应振动并向控制器提供输出信号。随后控制器对输出信号进行处理并提供驱动信号以激励致动器并补偿所述振动。

振动隔离件减小了从底板传递到工作台上的振动。但是，工作台顶部本身有其自身的固有频率和相应的弯曲振动模式，所述弯曲振动模式很容易由穿过隔离件或通过其它源头例如由安装在工作台上的有效载荷装置产生的听觉激励、空气扰动和动态作用力形成的残余振动激励。主要的弯曲振动模式通常具有球形特征，这意味着在工作台任意点的激励都产生围绕整个工作台表面的振动模式。除非将特殊的阻尼装置引入工作台构件，否则那些固有振动衰减的非常小并因此会达到较高的振幅。

各种设计的从动阻尼器广泛地用于构造光学工作台。C.M.harris编著的1996年第四版和2001年第五版“冲击和振动手册”的第37章提供了本领域的测量技术和阻尼器(阻尼处理)的分类。根据其内容，已知的阻尼处理的种类包括：

自由层阻尼处理，其中通过由基体构件的弯曲振动产生的阻尼层(由粘弹性材料制成)的扩张变形来耗散能量。

强制层阻尼处理，其中强制层有助于响应基体构件的弯曲振动在粘弹性层引起相对较大的剪切变形，由此提供更有效的能量耗散机构。

积分阻尼处理，包括在构造组件中采用阻尼层压板和/或阻尼接头。

调谐阻尼器，其基本上是具有与基体构件的共振频率相匹配(调谐)的共振的质量-弹簧系统。调谐阻尼器的应用通常通过两个更小的振幅峰值取代了基体构件的共振峰值。

阻尼连接，即连接所述构件牵引部分的粘弹性元件，所述牵引部分在振动过程中经受较大的相对运动。

一些引用的阻尼技术已经在光学工作台上得到了应用。特别是，Newport公司(参见2003年Newport公司的“Newport物资”商品目录)在其光学工作台设计中采用调谐阻尼器、工作表面强制层处理以及积分阻尼。

尽管如此，对光电和半导体产业中的高精密和高产量日益增长的要求以及对现代科学试验仪器的需求需要光学工作台的阻尼性能比由现有技术中已知的方法和装置所能达到的更高。与被动控制相比，主动振动控制方法能够达到较高的性能是公知的。

有时在工作台上监控振动级别是所期望的。例如，在精密测量系统中实时振动数据可使某一测量合格或不合格。在精密制造系统中实时振动数据可表示特别制造的零件例如半导体晶片存在缺陷的可能性增加。如果所述的工作台是振动测试装置的一部分，则振动监控也是必须的。

振动信号可以仅被用于表示某一时限内平台上增加的振动级。在这种情况下由于主要的振动模式的球形特征，振动传感器可被放置在工作台的几乎任意点上；工作台拐角附近的区域代表安装振动传感器的适当位置，因为这些区域响应工作台顶部所有典型的振动模式。在其它情况下，所关注的是在振动感应装置临界位置处的振动输入的精确值。在这种情况下传感器应该直接靠近振动感应装置的连接点放置。

在工作台的工作表面上布置包括传感器和电缆的振动测量系统将减小重要的有效载荷空间。由于空间限制，将传感器放置在装置最大振动感应部件附近是不可能的。在生产环境下，由于需要准备时间因此上述做法是不切合实际的。于是，非常需要一种监控工作台的振动同时使其表面空出并可由使用者触及的系统。