[发明专利]一种基于光学反馈的平面气浮工作台及控制方法

权利要求书

1.一种基于光学反馈的平面气浮工作台，其特征在于，包括下面板、上面板、用于驱动上面板的电磁式驱动单元、用于悬浮上面板的气浮单元、用于定位的红外传感器组、以及用于引导和定位上面板运动的控制单元；所述红外传感器组和气浮单元均安装在下面板上，所述驱动单元安装在上面板上，所述上面板通过气浮单元悬浮在空中，通过驱动单元在工作范围内运动；

所述驱动单元包括横向线圈、纵向线圈、横向永磁铁以及纵向永磁铁；所述横向线圈和纵向线圈均安装在上面板底部，并与控制单元连接；所述横向永磁铁和纵向永磁铁安装在下面板上，并使横向永磁铁和纵向永磁铁的磁场范围覆盖横向线圈和纵向线圈；

所述气浮单元设为气浮轴承，分别固定在下面板的四个角上，并与控制单元连接，气浮轴承通过产生气体刚膜使上面板悬浮起来；

所述红外传感器组包括红外收发器，分别固定在下面板的四个方向及中部上，与控制单元连接并实时反馈上面板的位置信息；

所述控制单元包括用于驱动横向线圈的横向驱动器、驱动纵向线圈的纵向驱动器、以及用于处理红外数据图像的图形处理器；所述横向驱动器与横向线圈连接，纵向驱动器与纵向线圈连接，所述图形处理器与红外收发器连接。

2.根据权利要求1所述的基于光学反馈的平面气浮工作台，其特征在于，所述红外传感器组还包括使红外线均匀发射出去的半球面镜，所述半球面镜盖在红外收发器上。

3.根据权利要求2所述的基于光学反馈的平面气浮工作台，其特征在于，所述半球面镜的开口角度为30度至40度，壁厚为3毫米。

4.根据权利要求3所述的基于光学反馈的平面气浮工作台，其特征在于，所述半球面镜的表面覆盖一层用于过滤其他色光的蓝宝石膜。

5.根据权利要求1所述的基于光学反馈的平面气浮工作台，其特征在于，所述横向线圈和纵向线圈排列安装，且横向线圈与纵向线圈间隔布置。

6.根据权利要求1所述的基于光学反馈的平面气浮工作台，其特征在于，所述横向永磁铁和纵向永磁铁排列安装，且横向永磁铁与纵向永磁铁间隔布置。

7.一种基于光学反馈的平面气浮工作台的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1:启动气浮轴承，使上面板悬浮在空中；

步骤S2:启动横向驱动器，使横向线圈通电，驱动上面板横向移动一个单位的距离；

步骤S3:启动纵向驱动器，使纵向线圈通电，驱动上面板纵向移动一个单位的距离；

步骤S4:位于前后左右及中部方位的红外收发器发射红外线，并将接收到的红外图像数据反馈给图形处理器；

步骤S5:图形处理器对每一帧图像进行运算和比较，通过图像对比后获得上面板的位置信息，并确定上面板是否超出工作范围；

步骤S6:重复上述步骤直到上面板移动到指定位置。

8.根据权利要求7所述基于光学反馈的平面气浮工作台的控制方法，其特征在于，所述横向线圈单次通电时间为10微秒，所述纵向线圈单次通电时间为10微秒。

9.根据权利要求7所述基于光学反馈的平面气浮工作台的控制方法，其特征在于，每个所述红外收发器采用的红外波长均不同。