[发明专利]力发生装置

说明书

技术领域

本发明涉及生产制造技术领域，尤其是一个能够非接触地向物体施力的力发生装置。

技术背景

  在半导体和玻璃基板的制造过程中，有许多专门用来抓持这些工件的工具和设备。以前的工具和设备在抓持的过程中会和工件发生触碰，从而导致工件的划伤和静电的产生，从而会产生废、次品。

因此，近年，很多无触碰式的抓持工具和设备被开发并利用于生产当中。如专利“旋流式非接触吸盘”（公开号：CN101264844，公开日：2008年9月17日），该旋流式非接触式吸盘包括：杯体、内腔绕流体和喷嘴，其中：杯体内部为圆柱状孔体，内腔绕流体设于杯体的底部，杯体与内腔绕流体之间留有圆柱环状间隙，杯体近底部的侧面设有喷嘴；再如“非接触式运送装置”（公开号：CN101172540，公开日：2008年5月7日）该非接触式运送装置具有供给端口的内部构件被安装到壳体的内部，壳体与内部构件通过连接螺栓连接到一起。空气被输送到内部构件的供给端口，并经连通通道被引流到环形通道中，而后， 空气被从与环形通道连通的多个引出孔沿旋流方向向外 引流到面对着工件的环形凹槽中，通过使空气沿环形凹槽流动，可将工件保持在相对于内部构件的支持表面不接触的状态下，其中环形凹槽的横截面被制成大体上为梯形。这些专利无触碰式的抓持工具通过在圆筒中产生旋转的空气旋流，从而在圆筒的中心部位产生负压，并利用这个负压，将物体吸附悬浮起来。

 　 并且此外，本申请的发明者发明了具备有壳体形状的部件和设置在壳体形状部件的凹部内能产生旋流的扇叶的非接触式抓持装置。（专利文献：日本特开２０１１－１３８９４８号公報、中国专利申请号：201010607157.2）

　 现有技术中，还有日本的专利申请文件：

　　【特许文献１】特开２００５－５１２６０号公報

　　【特许文献２】特开２００７－３２４３８２号公報

　　【特许文献３】特开２０１１－１３８９４８号公報

　  这样的非接触式搬运装置或非接触式抓持装置以下通称为力发生装置，在实际的应用过程中，我们想知道力发生装置对对象物体施加吸引力或是排斥力的大小。但是，因为是非接触式的施力方式，对象物体和装置之间不存在任何接触，因此，我们没有办法通过常规手段，比如使用力传感器来直接测量作用在物体上的力的大小。

    发明内容

　  本发明所要解决的问题是提供一个能够推测压力分布或是力的大小的力发生装置。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：有杯状部件，所述杯状部件具有一端底面设置了截面为略圆形的凹部及与所述凹部的底端口相连通的吸气口，设置于所述杯状部件的凹部里的扇叶，通过所述扇叶的旋转将空气从所述吸气口吸入并在所述凹部里产生旋流，其特征在于：有计算压力及力的演算部，所述演算部计算压力及力依据：

Ｐｉ（ｒ）＝１／２?ρ?ｒ²?ω²＋Ｃ，公式中，Ｐｉ（ｒ）为所述杯状部件在所述凹部的底端口内与所述扇叶回转中心的距离ｒ处的压力值，ρ为气体的密度，ω为旋流的角速度，C为系数。

上述技术方案中，更具体的方案还可以是：具备至少测量一个位置的压力的压力传感器和测量所述凹部内的所述旋流旋转角速度的转速传感器，所述的演算部利用所述的至少一个位置的压力实测值及旋转速度来计算所述C值。

  进一步的：所述压力传感器的检测位置在所述风扇轴处，该压力传感器检测的压力为Ｐｉ（０）。

进一步的：具有测量所述的凹部里不同半径的至少两个位置的压力的压力传感器，所述演算部至少依据这两个位置的压力实测值来计算系数C和转速的平方ω^２。

进一步的：所述压力传感器的检测位置在所述风扇轴处，该压力传感器检测的压力为Ｐｉ（０）。

进一步的：所述的杯状部件的内侧面为圆柱面，该圆柱面的直径为Ｒ_１；所述的杯状部件的外侧面为圆柱面，该圆柱面的直径为Ｒ_２，所述演算部计算的压力及力还包括Ｐｏ（ｒ）部分，Ｐｏ（ｒ）＝Ｐｉ（Ｒ_１）／ｌｎ（Ｒ₁／Ｒ₂）ｌｎ（ｒ／Ｒ₂）。

由于采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

由于杯状部件具有演算部，演算部通过本发明给出的公式，即可能算出压力及力的大小。

附图说明

图1为本发明实施例一实施形态的非接触式抓持工具的结构示意图。

图2是图1的A-A截面图。