专利名称：振动隔离台的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种振动隔离台，它用来支撑与振动隔离的物体，如精密仪器，同时把物体与从地面传递到振动隔离台的振动相隔离，更具体地说，涉及这样一种振动隔离台，其自然振动频率在水平方向上较小。
背景技术：
作为用来防止振动从地面传递到由振动隔离台支撑的精密仪器(例如，光学步进器或电子显微镜)的振动隔离台的一个例子，在先有技术中已知一种振动隔离台，其中一个膜盒(bellows)固定到一个固定壳体的一个上部上，其上安装精密仪器的一个固定件固定在膜盒的顶部上，并且膜盒在接收水平振动时水平变形。
借助于膜盒能大大地减小振动隔离台的自然频率。如果水平振动从地面传递到膜盒，则膜盒借助于柔性水平变形，以便以有效方式把精密仪器与来自地面的水平振动隔离开。
尽管在最近几年一直想要一种改进的振动隔离台，其中进一步减小其在水平方向上的自然振动频率，由此进一步改进水平隔振操作的性能，但是上述类型的常规振动隔离台不能提供在水平隔振操作方面的满意性能。
另一方面，由于上述膜盒在一个水平平面中变形之后由本身不能返回其原始形状，所以如果膜盒保持变形，则在振动隔离台的固定件上安装的精密仪器相对于水平面保持倾斜。
发明内容
本发明提供一种振动隔离台，其中改进振动隔离台的水平隔振操作的性能以便对与振动隔离的物体基本上不施加水平振动的影响，并且其中如果物体由于来自地面的水平振动而倾斜，则能使物体自动返回水平位置。
根据本发明的一个方面，提供一种振动隔离台，它包括一个固定壳体，在固定壳体的一个顶部表面上带有一个开口；一个初级可动基座，由固定壳体支撑，并且包括穿过固定壳体的开口向下延伸到固定壳体中的一个带底空心圆柱部分、和从带底空心圆柱部分的上端径向向外突出的一个法兰部分；一个压力腔室，形成在法兰部分与固定壳体的顶部表面之间；及一个无振动可动基座，其上安装与振动隔离的物体，无振动可动基座带有插入到带底空心圆柱部分中的一个摇杆，从而摇杆的底端以允许摇杆相对于带底空心圆柱部分摆动的方式由带底空心圆柱部分的底部支撑。
希望振动隔离台进一步包括一个膜盒，围绕在法兰部分与固定壳体之间限定的一个空间；和一个压力密闭柔性件，定位在带底空心圆柱部分与固定壳体的开口之间。压力腔室由膜盒、法兰部分、带底空心圆柱部分、固定壳体及压力密闭柔性件形成。
膜盒能包括多个皱褶。
希望压力密闭柔性件包括配合在带底空心圆柱部分上的一个橡胶密封圈，从而橡胶密封圈的至少一部分插入到固定壳体的开口中。
希望固定壳体包括每个用作一个空气通道的多个通孔。
希望膜盒的相对端分别固定到法兰部分上和固定壳体的顶部表面上。
下面参照附图将详细地描述本发明，其中图1是根据本发明的一种振动隔离台的一个实施例的纵向剖视图；和图2是在图1中表示的振动隔离台的纵向剖视图，表示其中其上放置振动隔离台的地面水平振动的状态。
具体实施例方式
一种振动隔离台1的一个实施例装有放置在地面3上的一个固定壳体5。固定壳体5在其一个侧壁上有多个通孔(空气通道)5a(它们的仅两个出现在图1和2中。固定壳体5在其顶壁上设有一个圆形插入孔(开口)5b。振动隔离台1在固定壳体5的顶壁上装有皱折三褶的橡胶制成的一个环形膜盒7。一块环形膜盒固定底板9固定到固定壳体5的顶壁的一个上表面上，从而环形膜盒7的下周缘以气密方式密闭地保持在膜盒固定底板9的外边缘与固定壳体5的顶壁的上表面之间。膜盒固定底板9由诸如定位螺钉(未表示)之类的固定器件固定到固定壳体5的顶壁上。
振动隔离台1带有一个由固定壳体5支撑的一个初级可动基座A。初级可动基座A由一个带底空心圆柱部分15和一个法兰部分13组成。法兰部分13从带底空心圆柱部分15的一个上端向外径向突出。法兰部分13定位在固定壳体5上方，并且带底空心圆柱部分15从法兰部分13的中心经圆形插入孔5b向下延伸到固定壳体5中。
在其中心处有一个通孔11a的一块环形膜盒固定上部板11固定到法兰部分13的一个底面上使带底空心圆柱部分15经通孔11a插入，从而环形膜盒7的一个上周缘以气密方式密闭地保持在膜盒固定上部板11的外边缘与法兰部分13的底面之间。膜盒固定上部板11由诸如定位螺钉(未表示)之类的固定器件固定到法兰部分13上。
带底空心圆柱部分15的一个上端形成为一个开口端。带底空心圆柱部分15的基座15b在带底空心圆柱件15内的一个顶部表面上设有一个下凹(碗形)支撑表面17。
带底空心圆柱部分15在带底空心圆柱部分15的轴线方向上在外周缘表面的中部在其外周缘表面上装有径向向外突出的一个环形突出部分15a，而一个橡胶密封圈(压力密闭柔性件)19配合在带底空心圆柱部分15上，从而橡胶密封圈19的内周缘表面与环形突出部分15a的外周缘表面以气密方式紧密接触。橡胶密封圈19的一个外边缘向下弯曲以配合到圆形插入孔5b中，并且以气密方式密闭地保持在环形突出部分15a的外周缘表面与圆形插入孔5b中的固定壳体5的顶壁的内周缘表面之间。橡胶密封圈19起在环形突出部分15a与圆形插入孔5b之间的一种屏蔽的作用，并且允许带底空心圆柱部分15相对于圆形插入孔5b的垂直运动和摆动。一个平固定环21固定到固定壳体5的顶壁上，使平固定环21的内周缘表面以气密方式配合在橡胶密封圈19上。
环形膜盒7、法兰部分13、带底空心圆柱部分15、固定壳体5及橡胶密封圈19形成一个压力腔室(气密腔室)S。调节过的压缩空气由一个气泵(压缩空气源)P和一个空气压力控制系统C抽吸到压力腔室S中。空气压力控制系统C被提供有关于由一个振动探测器D检测的地面3的振动信息，以按照探测到的地面3的振动来控制抽吸到压力腔室S中的空气的压力。
振动隔离台1带有一个无振动可动基座B，无振动可动基座B由带底空心圆柱部分15支撑以相对于带底空心圆柱部分15自由地摆动。无振动可动基座B带有一个摇杆23和一块安装板27。摇杆23插入到带底空心圆柱部分15中，直到摇杆23的底端与下凹支撑表面17相接触，从而摇杆23能以其底端作为摇摆的中心摆动(摇摆)。安装板27与摇杆23的上端整体地形成。摇杆23的轴线与安装板27正交。摇杆23在其下端处带有便于无振动可动基座B的摆动动作的一个半球形端25。
下文将讨论具有上述结构的振动隔离台1的操作和效果。
首先，把诸如光学步进器或电子显微镜之类的精密仪器(要与振动隔离)W安装在安装板27的顶部表面上。
在这种状态下，如果地面3振动，则地面3振动的水平分量传递到振动隔离台1(固定壳体5)。这引起带底空心圆柱部分15在与固定壳体5的水平振动方向相反的方向上摆动(摇摆)，以保持与橡胶密封圈19相接触的环形突出部分15a作为摇摆中心。在带底空心圆柱部分15的这种摆动操作期间，摇杆23保持在图2中表示的垂直位置中。带底空心圆柱部分15和摇杆23的这些操作大大地减小从地面3传递到精密仪器W上的水平振动。
由地面3的振动产生的带底空心圆柱部分15的摇摆引起其上周缘固定到法兰部分13上的环形膜盒7稍微变形(见图2)。环形膜盒7的这种变形操作进一步实现使从地面3传递到精密仪器W的水平振动显著减小。
由于带底空心圆柱部分15和环形膜盒7的这种操作，安装板27基本上不会水平偏移(在与固定壳体5的水平振动方向相反的方向上)，只要带有初级可动基座A的固定壳体5仅在离开一个中间位置的一个最大量Δ的范围内水平运动。
如上所述，振动隔离台1在水平方向上的自然振动频率通过带底空心圆柱部分15、摇杆23和环形膜盒7的结合大大地减小到一个较小程度，由此较大程度地改进振动隔离台1的水平隔振操作的性能。因而，通过带底空心圆柱部分15、摇杆23和环形膜盒29的结合，防止由地面3的振动产生的振动隔离台1的几乎所有水平振动传递到安装板27，因而不会传递到精密仪器W。
在振动隔离台的本实施例中，环形膜盒7在水平方向上的刚性小于只有一褶的环形膜盒的刚性，因为振动隔离台1的环形膜盒7有三褶。因此，环形膜盒7能容易地水平变形，这使得带底空心圆柱部分15容易摆动(摇摆)。因此，能以有效方式把精密仪器W与来自地面3的水平振动隔离。
如果地面3垂直振动，则环形膜盒7垂直变形，以允许固定壳体5(包括环形膜盒固定底板9和平固定环21)相对于带底空心圆柱部分15、摇杆23及安装板27上下运动，同时垂直地扩展和压缩环形膜盒7。振动隔离台1的这种动作防止由地面3的振动产生的振动隔离台1的几乎所有垂直振动传递到安装板27，并因而振动隔离台1的几乎所有垂直振动不会传递到精密仪器W。
一旦地面3停止振动，摇杆23就停止摆动并且自动地返回到在图1中表示的其垂直位置，并且同时，环形膜盒7自动返回其原始形状。因此，精密仪器W能由振动隔离台1稳定地支撑。
尽管在振动隔离台1的以上表明实施例中环形膜盒7有三个环形褶，但环形膜盒7可是具有仅一褶或两褶、或多于三褶类型的。环形膜盒7可是只有一褶类型的，然而，环形膜盒7变得稍难以变形。
如能从上文理解的那样，根据本发明，改进了振动隔离台的水平隔振操作的性能，以便对与振动隔离的物体基本上不施加水平振动的影响，并且如果物体由来自地面的水平振动倾斜，则能使物体自动返回水平位置。
在这里描述的本发明的特定实施例中可以进行明显的变更，这样的修改在要求权利的本发明的精神和范围内。这表明这里包含的所有主题是说明性的，而不限制本发明的范围。
权利要求
1.一种振动隔离台，其特征在于包括一个固定壳体，在所述固定壳体的顶部表面上带有一个开口；一个初级可动基座，由所述固定壳体支撑，并且包括穿过所述固定壳体的所述开口向下延伸到所述固定壳体中的一个带底空心圆柱部分、和从所述带底空心圆柱部分的上端径向向外突出的一个法兰部分；一个压力腔室，形成在所述法兰部分与所述固定壳体的所述顶部表面之间；及一个无振动可动基座，其上安装与振动隔离的物体，所述无振动可动基座带有插入到所述带底空心圆柱部分中的一个摇杆，从而所述摇杆的底端以允许所述摇杆相对于所述带底空心圆柱部分摆动的方式由所述带底空心圆柱部分的基座支撑。
2.根据权利要求1所述的振动隔离台，其特征在于进一步包括一个膜盒，围绕着在所述法兰部分与所述固定壳体之间限定的空间；和一个压力密闭柔性件，定位在所述带底空心圆柱部分与所述固定壳体的所述开口之间，其中所述压力腔室由所述膜盒、所述法兰部分、所述带底空心圆柱部分、所述固定壳体及所述压力密闭柔性件形成。
3.根据权利要求2所述的振动隔离台，其特征在于所述膜盒包括多个皱褶。
4.根据权利要求2所述的振动隔离台，其特征在于所述压力密闭柔性件包括配合在所述带底空心圆柱部分上的一个橡胶密封圈，从而所述橡胶密封圈的至少一部分插入到所述固定壳体的所述开口中。
5.根据权利要求1所述的振动隔离台，其特征在于所述固定壳体包括每个用作一个空气通道的多个通孔。
6.根据权利要求1所述的振动隔离台，其特征在于所述膜盒的相对端分别固定到所述法兰部分上和所述固定壳体的所述顶部表面上。
全文摘要
一种振动隔离台，包括一个固定壳体，在其一个顶部表面上带有一个开口；一个初级可动基座，由固定壳体支撑，并且包括向下延伸到固定壳体中的一个带底空心圆柱部分、和从带底空心圆柱部分的上端径向向外突出的一个法兰部分；一个压力腔室，形成在法兰部分与固定壳体的顶部表面之间；及一个无振动可动基座，其上安装与振动隔离的物体，无振动可动基座带有插入到带底空心圆柱部分中的一个摇杆，从而摇杆的底端以允许摇杆相对于带底空心圆柱部分摆动的方式由带底空心圆柱部分的底部支撑。
文档编号F16F9/04GK1510318SQ200310117009
公开日2004年7月7日 申请日期2003年11月27日 优先权日2002年11月28日
发明者海沼正邦, 青树寿一, 玉置惠司, 植松克夫, 藤田知正, 珍田宽, 林明宏, 一, 司, 夫, 正 申请人:藤仓橡胶工业株式会社