專利名稱：用于局部控制扁平物體的支撐的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及非接觸式平臺。更特別地，本發(fā)明涉及用于局部控制扁平物體的支 撐的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
用于運(yùn)送薄而平的物體的非接觸式平臺有多種應(yīng)用。這些應(yīng)用的例子包括在 平板顯示器(FPD)或太陽能電池的制造過程中運(yùn)送硅基板或玻璃板。在制造過程中， 可能會將物體運(yùn)送到各種地方，以便進(jìn)行諸如檢查、清潔、噴涂、加熱、蝕刻等工作。 一個典型的非接觸式運(yùn)輸系統(tǒng)可包括精確成形的剛性表面，在該剛性表面上分布著加壓 注射流體(參見專利文獻(xiàn)US 6,523,572)、真空或抽吸(參見專利文獻(xiàn)US 6,644,703)、 加壓流體和真空(參見專利文獻(xiàn)US 2006/0054774)的源或口，上述的這些文獻(xiàn)在此均 予以引用。用于注入或排出流體的口可包括自適應(yīng)分段口(selfadaptation segmented orifice, SASO)噴嘴裝置，如專利文獻(xiàn) WOOl/14782、US 6,523,572、US 6,644,703 和 US 2006/0054774所述，這些文獻(xiàn)也在此均予以引用。SASO噴嘴包括流體管道，該流體管 道的內(nèi)壁上安裝著多個鰭片。這些鰭片分布在所述管道的相對兩側(cè)。安裝在管道一側(cè)的 每個鰭片均與對側(cè)兩個鰭片之間的空間相對。所述鰭片用于增加管道內(nèi)的流體阻力，將 流體壓力降低給定值。所述剛性表面可包括支撐所述基板的整個面積的單個連續(xù)平臺，幾條分離的 平行軌道，或者連續(xù)平臺與軌道的組合。專利文獻(xiàn)US 2008/0145190描述了適于加熱應(yīng) 用的這種非接觸式運(yùn)輸系統(tǒng)，該文獻(xiàn)也在此引用。壓力和真空口的分布可以是連續(xù)的。例如，所述剛性表面可以是多孔的剛性表 面，加壓流體通過這些孔注入。作為選擇地，所述分布可以是不連續(xù)的，例如，壓力和 真空噴嘴按照特定的分布方式布滿所述剛性表面。當(dāng)將薄而平的物體如基板放在帶有壓 力-真空(PV)或壓力供應(yīng)的剛性表面上時，所述物體與所述剛性表面之間會形成薄的流 體墊。所述流體可以是氣體或液體。產(chǎn)生的流體墊阻止物體與剛性表面接觸，并可保持 物體與所述表面相隔合適的固定距離。在運(yùn)輸過程中可能需要流體的連續(xù)供應(yīng)，這種連續(xù)供應(yīng)是用流體的質(zhì)量流率 (mass flow rate, MFR)來量化的。這種連續(xù)供應(yīng)可以保持所述物體與所述剛性表面之間 的壓力場。一般所述流體墊的厚度(ε )值為約1 μ m 2mm。用來保持給定的流體墊 壓力場所需的MFR與ε成比例。因此，可以通過實(shí)際上將用于PV配置的MFR限制為 20 μ m 200 μ m、以及將用于僅壓力配置的MFR限制為60 μ m 600 μ m來限制流體墊 的厚度。通過在剛性表面的整個面積上均勻分布壓力和真空供應(yīng)，可以獲得均勻一致的 ε和均勻一致的作用在物體上的支撐力。但是，均勻一致的流體墊不一定是必然有利 的。面積很大的薄平物體可能容易彎曲，當(dāng)被均勻一致的壓力場支撐時，物體的機(jī)械剛 度可能不足以維持其形狀，將這種易彎曲的基板放置在具有預(yù)定壓力場分布的流體墊上可能導(dǎo)致物體的大范圍變形，而物體的變形反過來會令施加到物體的應(yīng)用過程不一致。 這種應(yīng)用過程可包括，例如，傳熱、清潔或者蝕刻。為了減少或防止這種變形，可以在 剛性表面上設(shè)置排出縫，以幫助配置流體墊來抵消物體的任何彎曲或變形傾向。所述排 出縫可被設(shè)置為，例如，平行于所述物體的運(yùn)動路徑。排出縫中的流體壓力可以是大氣 壓或接近大氣壓。例如，可將沿排出縫的口打開，使之向周圍大氣或者低真空壓力源開 放。但是當(dāng)存在物體的局部變形時，僅僅防止大范圍變形就不夠了。例如，在扁平 物體的邊緣或拐角處，流體墊靠近物體邊緣處的邊緣效應(yīng)會導(dǎo)致物體邊緣或拐角的偏轉(zhuǎn) 或彎曲。此外，由流體墊壓力場支撐的薄平物體可能會受到不良動力現(xiàn)象的影響。例 如，氣態(tài)流體的壓縮與物體的機(jī)械振動之間的相互作用引起的不穩(wěn)定性會導(dǎo)致氣動錘作 用。特別是當(dāng)物體與流體墊的自振頻率之間發(fā)生共振時，會發(fā)生這種氣動錘作用。在物體運(yùn)輸路線中的障礙物附近尤其不希望發(fā)生物體邊緣或拐角的偏轉(zhuǎn)。所述 障礙物可包括位于剛性表面和流體墊中的縫隙，或者突起，如驅(qū)動輪(如專利文獻(xiàn)US 2008/0302637 所述)。剛性表面中的縫隙，例如運(yùn)輸系統(tǒng)的相鄰段之間的縫隙，會導(dǎo)致流體墊中出現(xiàn) 縫隙。如果縫隙很小，那么物體盡管會彎曲但還是會通過所述縫隙。但是在某些應(yīng)用場 合，例如在進(jìn)行檢查時，可能需要較寬的縫隙。被運(yùn)輸越過一個較寬縫隙的物體的前緣 可能會在重力作用下向下偏轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)量由物體的彈性模量、慣性矩、速度和縫隙寬度等 因素決定。當(dāng)所述前緣的偏轉(zhuǎn)量大于ε即流體墊的厚度時，所述前緣會觸及或撞擊所述 剛性表面。物體與剛性表面的接觸會損壞物體、損壞剛性表面、或者使兩者皆受損。另 一方面，當(dāng)有障礙物突起在所述表面上，且所述物體的前緣沒有偏轉(zhuǎn)足夠的量來避開所 述障礙物時，物體會與障礙物相撞。例如，典型的FPD材料是厚度為0.7mm的玻璃板。典型的ε值可以是例如約 100 μ m。通過簡化計(jì)算知道，使這種玻璃板能夠通過而不撞上所述表面的縫隙的寬度約 為80mm。如果縫隙更寬的話，玻璃板的前緣會向著所述表面彎曲大于ε的量，從而與 剛性表面相撞。實(shí)際上，動力現(xiàn)象和邊緣效應(yīng)會大大增加彎曲量和減小最大允許縫隙的 尺寸。因此，需要一種非接觸式平臺，這種平臺能夠減小被運(yùn)輸?shù)谋∥矬w的變形，從 而避免所述物體與縫隙或其它障礙物的邊緣相撞。本發(fā)明的一個目的是提供一種系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法通過非接觸式平臺控 制薄物體的支撐，從而減小物體的變形，并安全地運(yùn)輸物體越過縫隙及障礙物。閱讀了本申請書和附圖后，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將更加明顯。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種用于支撐基本扁平的物體的非接 觸式平臺系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括具有多個第一壓力口和多個第一真空口的平臺，所述第一 壓力口和第一真空口用于產(chǎn)生流體墊來將物體支撐于與平臺相隔一定距離的位置。所述 系統(tǒng)還包括位于所述平臺的預(yù)定區(qū)域的多個第二壓力口，該多個第二壓力口用于增加預(yù) 定區(qū)域處物體與平臺之間的距離。
此外，根據(jù)本發(fā) 明的一些實(shí)施例，所述預(yù)定區(qū)域?yàn)檫吘墔^(qū)域。此外，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述邊緣區(qū)域被設(shè)置為支撐與物體運(yùn)動方向 基本垂直的物體邊緣。此外，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述邊緣區(qū)域被設(shè)置為支撐所述物體的側(cè)邊緣。此外，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述邊預(yù)定區(qū)域?yàn)楣战菂^(qū)域。此外，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述系統(tǒng)還在所述預(yù)定區(qū)域設(shè)有多個第二真空口。此外，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述多個第一壓力口和所述多個第二壓力口 包括多個噴嘴。此外，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述多個噴嘴中的每個噴嘴包括具有流量限 制鰭片的管道。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，還提供一種用于運(yùn)輸基本扁平的物體的方法。所述 方法包括提供用于支撐基本扁平物體的非接觸式支撐平臺系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括具有多個 第一壓力口和多個第一真空口的平臺，所述第一壓力口和第一真空口用于產(chǎn)生流體墊來 將物體支撐于與平臺相隔一定距離的位置，所述系統(tǒng)還包括位于所述平臺的預(yù)定區(qū)域的 多個第二壓力口。所述方法還包括通過從所述多個第二壓力口施加壓力來在所述預(yù)定區(qū) 域增加物體與平臺之間的距離。此外，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述預(yù)定區(qū)域?yàn)檫吘墔^(qū)域。此外，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述方法包括給所述多個第二壓力口提供比 提供給所述多個第一壓力口的壓力更大的壓力。此外，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，當(dāng)所述物體的邊緣被支撐于所述預(yù)定區(qū)域 時，進(jìn)行上述給所述多個第二壓力口提供比提供給所述多個第一壓力口的壓力更大的壓 力的步驟。此外，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述方法包括支撐所述物體的與物體運(yùn)動方 向基本垂直的邊緣。此外，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述方法包括支撐所述物體的側(cè)邊緣。


為了更好地理解本發(fā)明及其實(shí)際應(yīng)用，提供了附圖并在下文中加以參考。注 意，附圖是示例性的，不限制本發(fā)明的范圍。相同部件用相同的附圖標(biāo)記來表示。圖IA為現(xiàn)有技術(shù)中用于支撐和運(yùn)輸扁平物體的非接觸式支撐平臺系統(tǒng)；圖IB為非接觸式支撐表面的側(cè)視圖，其中，靠近所述表面的邊緣的口與獨(dú)立壓 力源相連；圖IC展示了不帶流量限制鰭片的壓力口 ；圖ID展示了具有數(shù)量減少的流量限制鰭片的壓力口 ；圖2A展示了非接觸式支撐表面運(yùn)載的柔性物體未能通過所述表面中的縫隙的情 形；圖2B展示了非接觸式支撐表面運(yùn)載的柔性物體未能通過突起在所述表面上的障礙物的情形； 圖3展示了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的、施加壓力以舉起柔性物體的前端、使 其通過表面中的縫隙的情形；圖4展示了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的、通過一個額外的平面施加壓力以舉起 柔性物體的前端、使其通過表面中的縫隙的情形；圖5展示了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的、對圖4所示施加壓力情形做出改變的實(shí) 施例；圖6展示了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的、對圖5所示施加壓力情形做出改變的實(shí) 施例；圖7A為俯視圖，展示了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的、令柔性物體產(chǎn)生縱向波浪狀 起伏的壓力和真空布局；圖7B為由圖7a中壓力和真空布局形成的波浪狀柔性物體的前剖視圖；圖8為根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的、對圖7A所示壓力和真空應(yīng)用做出改變的實(shí)施 例；圖9A描繪了剛性表面的一段，該段剛性表面上具有排列為矩陣形式的流體口 ；圖9B描繪了剛性表面的一段，該段剛性表面上具有排列為交錯矩陣形式的流體 Π ；圖9C描繪了剛性表面的一段，該段剛性表面上具有分布在多孔表面上的口。
具體實(shí)施例方式在下面的詳細(xì)描述中，列出了許多具體細(xì)節(jié)，以便讀者深入了解本發(fā)明。但 是，本領(lǐng)域技術(shù)人員即使沒有這些細(xì)節(jié)也可以實(shí)施本發(fā)明。另外，沒有對一些眾所周知 的方法、過程、部件、模型、單元和/或電路做詳細(xì)描述，以免使本發(fā)明變得模糊。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在非接觸式運(yùn)輸系統(tǒng)中，用于注入加壓流體、以及用于 施加真空的口或出口分布在剛性的非接觸式支撐表面上。所述口的形式可以是設(shè)置有可 辨識噴嘴，或者是具有多孔表面。一些噴嘴，或者所述多孔表面的一部分，可以與加壓 流體供應(yīng)源相連，所述流體例如為空氣。其它噴嘴，或者所述多孔表面的其余部分，可 以與真空相連，提供抽吸口，流體通過這些抽吸口排出。此外，所述剛性表面上可以分 布有排出口。這些排出口可以與位于外界大氣壓力中的開口相連，或者與接近大氣壓的 低壓真空源相連。壓力、真空和排出口的分布可以在剛性表面上生成一個流體墊。該流體墊可對 放置于其上的薄型物體施加力。這個力可將所述物體支撐或支持在所述剛性表面上方一 定距離處。因此，被支撐的物體可被置于所述流體墊上運(yùn)輸、而不觸及所述剛性表面?？蓪⑺隽黧w墊設(shè)置為，通過選擇合適的真空口和壓力口的流動阻力比來提供 具有雙向剛度的流體彈簧效應(yīng)。例如，通常壓力口流動阻力與真空口流動阻力之比可為 2 1。但是每當(dāng)壓力口流動阻力大大高于真空口流動阻力時，可能獲得雙向剛度。具 有雙向剛度的流體墊支撐的物體傾向于與剛性表面保持特定的公稱距離。當(dāng)物體位于公 稱距離處時，壓力傾向于將所述物體推離所述剛性表面，真空力傾向于將物體拖向所述 剛性表面，二者大致平衡。當(dāng)物體與剛性表面之間的距離大大偏離所述公稱距離時，力不再平衡，物體上受到的凈力傾向于使物體回到公稱距離處。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的非接觸式支撐和運(yùn)輸平臺系統(tǒng)是建立在前述類似技術(shù)的基 礎(chǔ)上的，例如專利文獻(xiàn)US 2006/0054774。圖IA展示了現(xiàn)有技術(shù)中用于支撐和運(yùn)輸扁平 物體的非接觸式支撐平臺系統(tǒng)(參見專利文獻(xiàn)US 2006/0054774)。非接觸式支撐平臺系 統(tǒng)90b為PV型。加壓流體(如加壓氣體)的壓力源96a通過壓力歧管96與分布在剛性 非接觸式支撐表面91上的一個或多個壓力噴嘴92a相連。壓力噴嘴92a可包括壓力流量 限制器92，可以為SASO噴嘴。類似的，真空源97a可通過真空歧管97連接至分布在剛 性非接觸式支撐表面91上的一個或多個真空口 94a。真空口 94a可類似地包括真空流量 限制器94。作為選擇或者附加地，壓力源96a和真空源97a可以連接至剛性非接觸式支 撐表面91的多孔段。所述壓力和真空的作用會在扁平物體500和剛性非接觸式支撐表面 91之間形成流體墊95。接著流體墊95可以將扁平物體500支撐于剛性非接觸式支撐表 面91上方距離εη處?？梢匝貏傂苑墙佑|式支撐表面91、例如沿箭頭501方向運(yùn)輸扁平 物體500。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，剛性表面上流體墊的局部特征可能因其所在位置的不同 而不同。例如，可以根據(jù)剛性表面上的壓力口或真空口的位置來確定通過單獨(dú)的壓力或 真空口、或者通過相鄰的一組口的流體的流量。作為選擇地，施加到所述口的壓力或真 空水平可根據(jù)被支撐物體相對于所述口的位置的不同而不同。施加到壓力或真空口的壓 力的不同可用于局部調(diào)節(jié)流體墊的形態(tài)。經(jīng)過調(diào)節(jié)的流體墊形態(tài)可調(diào)節(jié)被流體墊支撐的 物體的特定部分的支撐力。例如，當(dāng)物體靠近一個口時，通過該口施加壓力，而一旦物 體已被運(yùn)輸通過了所述口時，立即關(guān)閉該口處的壓力施加。特別地，在邊緣區(qū)域，所述流體墊的壓力可調(diào)節(jié)。邊緣區(qū)域可以指剛性表面的 邊緣，例如側(cè)邊緣或縫隙，所述縫隙橫切被支撐物體的運(yùn)輸路徑。在這種地點(diǎn)，可以調(diào) 節(jié)所述壓力，以將前緣或后緣舉起在所述縫隙上方。作為選擇地，邊緣區(qū)域可以是指位 于被支撐物體的邊緣的位置，或者剛性表面上的預(yù)定位置，預(yù)計(jì)在該預(yù)定位置可找到這 種邊緣。例如，可以對支撐位于物體側(cè)部的側(cè)邊緣(大致與運(yùn)動方向平行)或其它邊緣 的力進(jìn)行調(diào)節(jié)。再例如，還可以對在拐角區(qū)域支撐物體拐角的力進(jìn)行調(diào)節(jié)。力的局部調(diào) 節(jié)有助于防止與物體和表面間相互作用有關(guān)的不良效應(yīng)。 當(dāng)物體的特定部分在特定過程中通?？偸翘幱诹黧w墊的某一段中時，對流體墊 形態(tài)的改變可以是永久性的。作為選擇，當(dāng)物體在流體墊上被從一個位置運(yùn)輸?shù)搅硪粋€ 位置時，所述流體墊形態(tài)可以手動或自動調(diào)節(jié)。形態(tài)的自動調(diào)節(jié)可能需要提供具有一個 或多個自動控制器和位置傳感器的非接觸式支撐系統(tǒng)。圖IB是非接觸式支撐表面的示意圖，其中，靠近所述表面的邊緣的口與獨(dú)立的 壓力源相連。邊緣壓力噴嘴92b位于靠近剛性非接觸式支撐表面91的邊緣的位置。邊 緣壓力噴嘴92b與提供壓力為P2的加壓流體的額外壓力源96b相連。額外壓力源96b與 壓力源96a(如圖IA所示)分離，所述壓力源96a為壓力噴嘴92a提供壓力為Pl的加壓 流體。作為選擇地，或者附加地，與邊緣壓力噴嘴92b相連的流量限制器的流量限制鰭 片93b之間的間距Eep可大于壓力流量限制器92的流量限制鰭片93a之間的間距Enp。間 距加大使得邊緣壓力噴嘴92b中的流體阻力減小，并使流體流量上升給定值。(真空流量 限制器94中鰭片的設(shè)置兩種類型的壓力流量限制器都不同。)
作為選擇地，可以通過改變噴嘴中流阻的設(shè)置方式來降低噴嘴的流體阻力。圖 IC展示了沒有流量限制鰭片的壓力口。沒有流量限制鰭片的無鰭片噴嘴92c的流體阻力 低于類似結(jié)構(gòu)的具有鰭片的噴嘴(如圖IB中的壓力噴嘴92a)的流體阻力。圖ID展示 了具有減少數(shù)量的流量限制鰭片的壓力口。同樣，經(jīng)過改變的具有更少流量限制鰭片的 流量限制器92d的流體阻力低于類似結(jié)構(gòu)的、具有更多流量限制鰭片的流量限制器(如圖 IB中的邊緣壓力噴嘴92b)的流體阻力。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，可以用局部形態(tài)不同的流體墊來運(yùn)輸被支撐物體越 過障礙物。所述障礙物的一個例子是導(dǎo)致流體墊中的縫隙的剛性支撐表面中的縫隙。當(dāng) 運(yùn)輸薄型柔性物體通過流體墊中的縫隙時，物體的彎曲會使該物體與剛性結(jié)構(gòu)如所述剛 性支撐表面相撞。圖2A是由非接觸式支撐表面運(yùn)載且未能通過所述表面中的縫隙的柔 性物體的側(cè)視圖。剛性支撐表面IOa和IOb在剛性支撐表面IOa和IOb與薄型物體14之 間的墊空間15中形成流體墊。在墊空間15中形成流體墊的流體流用流體流箭頭18表 示。物體14的運(yùn)輸方向用箭頭20表示。薄型物體14的前緣16將被運(yùn)輸通過表面間縫 隙12、以到達(dá)剛性表面10c。由于表面間縫隙12的上方?jīng)]有存在流體墊，前緣16未被 流體墊支撐。因此前緣16的重量會使其向下彎曲。前緣16沿箭頭20方向繼續(xù)運(yùn)動、 且同時向下彎曲，這導(dǎo)致前緣16與剛性表面IOc之間發(fā)生碰撞。圖2B是非接觸式支撐表面運(yùn)載且未能通過突起在所述表面上的障礙物的柔性物 體的示意圖。薄型物體14由位于剛性支撐表面10a、IOd與薄型物體14之間的流體空間 15中的流體墊支撐。突起22突出在剛性表面IOd上、其突出高度超過流體墊的厚度。 物體14被沿著箭頭20所示的方向輸送。因此，薄型物體14的前緣16未能被運(yùn)輸通過 突起22，而是與突起22相撞。 根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，可以調(diào)節(jié)剛性表面上方流體墊的形態(tài)，以使被流體 墊運(yùn)輸?shù)奈矬w的前緣向著遠(yuǎn)離所述表面的方向彎曲。所述前緣常?；敬怪庇谖矬w的運(yùn) 輸方向。前緣向著遠(yuǎn)離剛性表面的方向彎曲將使所述物體能夠被運(yùn)輸通過障礙物如表面 間縫隙或者突起、而不撞上所述障礙物。流體墊的形態(tài)可被調(diào)節(jié)，例如，通過調(diào)節(jié)障礙 物附近、剛性非接觸式支撐表面上方的壓力和真空口的布局來調(diào)節(jié)流體墊的形態(tài)。例 如，可以調(diào)節(jié)通過一部分所述口的流體流、以改變壓力墊的形態(tài)。圖3展示了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的、施加壓力以舉起柔性物體的前端以使 其通過表面間縫隙的情形。薄型物體14被沿著箭頭20的方向、從剛性表面IOa向著剛 性表面IOc運(yùn)輸，中間通過表面間縫隙12。在縫隙12末端處的剛性表面IOa段施加有流 體墊配置24。在流體墊配置24的示意圖中，向上的箭頭表示施加向外的壓力以使加壓流 體在局部向外噴射。向下的箭頭表示施加真空以使流體在局部向內(nèi)排出。壓力和真空的 散布施用會產(chǎn)生具有雙向剛度的流體墊，從而可以支持薄型物體14、使其與剛性表面IOa 保持基本固定的距離。流體墊配置26被施加至剛性表面IOa的靠近表面間縫隙12的一段。在流體墊配 置26中，向外的壓力占優(yōu)勢，這導(dǎo)致加壓流體凈向外噴射。薄型物體14的被舉起部分 14a位于流體墊配置26的上方。所述流體的凈向外噴射在被舉起部分14a上施加了朝遠(yuǎn) 離剛性表面IOa方向的力。薄型物體14的其余部分憑借流體墊配置24的雙向剛度、或 者憑借薄型物體14的重力、被保持在靠近剛性表面IOa的位置。因此，薄型物體14被施加了扭矩，該扭矩使得 被舉起部分14a向遠(yuǎn)離剛性表面IOa的方向移動。薄型物體14 的向遠(yuǎn)離剛性表面IOa的方向移動的被舉起部分14a會將薄型物體14的前緣16抬升到表 面間縫隙12的上方。因此，雖然前緣16的重力會使其向下彎曲，仍然能運(yùn)輸前緣16通 過表面間縫隙12、到達(dá)剛性表面10c、而不與剛性表面IOc的邊緣相撞。類似地，使薄 型物體的前緣向遠(yuǎn)離剛性表面的方向移動會使所述前緣被運(yùn)輸越過突出障礙物而不與障 礙物相撞。圖4展示了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的、通過額外的表面施加壓力、以舉起柔性 物體的前端、使其通過表面間縫隙的情形。同樣，薄型物體14在箭頭20所示方向上被從 剛性表面IOa通過表面間縫隙12運(yùn)輸至剛性表面10c?？赡芴峁╇p向剛度的流體墊配置 24被施加至剛性表面10a，并將薄型物體14保持在離剛性表面IOa幾乎固定的距離處。 在表面間縫隙12之前設(shè)置額外的獨(dú)立剛性表面10b。流體墊配置26被施加至額外剛性 表面10b。在流體墊配置26中，向外的壓力占優(yōu)勢，這導(dǎo)致了加壓流體的凈向外噴射。 薄型物體14的被舉起部分14a位于流體墊配置26的上方。所述凈向外噴射使得被舉起 部分14a向著遠(yuǎn)離剛性表面IOb的方向移動。薄型物體14的向遠(yuǎn)離剛性表面IOb的方向 移動的被舉起部分14a會將薄型物體14的前緣16抬升在表面間縫隙12的上方。因此， 雖然前緣16的重力會使其向下彎曲，仍然能運(yùn)輸前緣16通過表面間縫隙12、到達(dá)剛性表 面10c、而不與剛性表面IOc的邊緣相撞。圖5為根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的、對圖4所示施加壓力情形做出改變的實(shí)施例。 薄型物體14在箭頭20所示方向上被從剛性表面IOa通過表面間縫隙12運(yùn)輸至剛性表面 IOc0在表面間縫隙12之前設(shè)置額外的剛性表面10b。在施加至額外剛性表面IOb的流 體墊配置26中，向外的壓力噴射占優(yōu)勢。流體墊配置24a被施加至剛性表面IOa的遠(yuǎn)離 剛性表面IOb的部分。在流體墊配置24a中，向外的壓力占優(yōu)勢。薄型物體14的被舉起 部分14a位于剛性表面IOb上的流體墊配置26的上方。凈向外噴射使得被舉起部分14a 向遠(yuǎn)離剛性表面IOb的方向移動。流體墊配置26中的向外噴射和流體墊配置24b中的向 內(nèi)排出的結(jié)合給薄型物體14施加了一個扭矩。施加的扭矩使薄型物體14的被舉起部分 14a向遠(yuǎn)離剛性表面IOb的方向移動，同時將被拖部分14b拖向剛性表面10a。這樣，薄 型物體14的前緣16被抬升至表面間縫隙12的上方。因此，雖然前緣16的重力會使其 向下彎曲，仍然能運(yùn)輸前緣16通過表面間縫隙12、到達(dá)剛性表面10c、而不與剛性表面 IOc的邊緣相撞。圖6為根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的、對圖5所示施加壓力情形做出改變的實(shí)施例。 為了在箭頭20所示方向上運(yùn)輸薄型物體14通過表面間縫隙12，設(shè)置了額外的剛性表面 10b。流體墊配置26，其中向外的流體噴射占優(yōu)勢，被施加至額外的剛性表面10b。但 是，不同于在圖5所示的配置中流體墊配置24a和24b被施加至單個剛性表面的情形，在 圖6所示的配置中，流體墊配置24a和24b被分別施加至兩個獨(dú)立的剛性表面IOa和10d。 施加至剛性表面IOa的流體墊配置24a可包括占優(yōu)勢的向外噴射壓力，或者可包括穿插有 向外壓力的真空。在施加至剛性表面IOd的流體墊配置24b中，向內(nèi)的流體排出占優(yōu)勢。 薄型物體14的被舉起部分14a位于剛性表面IOb上的流體墊配置26的上方。凈向外噴 射使被舉起部分14a向遠(yuǎn)離剛性表面IOb的方向移動。流體墊配置26中的向外噴射與流 體墊配置24b中的向內(nèi)排出的結(jié)合給薄型物體14施加了一個扭矩。施加的扭矩使薄型物體14的被舉起部分14a向遠(yuǎn)離剛性表面IOb的方向移動，同時將被拖部分14b拖向剛性表 面10a。這樣，薄型物體14的前緣16被抬升至表面間縫隙12的上方。因此，雖然前緣 16的重力會使其向下彎曲，仍然能運(yùn)輸前緣16通過表面間縫隙12、到達(dá)剛性表面10c、 而不與剛性表面IOc的邊緣相撞。作為選擇地，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，不是配置流體墊配置來將薄型物體的 前緣舉起在縫隙上方，而是配置流體墊來增加薄型物體的剛度。薄型物體剛度增加會減 小薄型物體的彎曲。薄型物體的彎曲的減小會使物體重力在其前緣的作用減小。從而可 以減小所述前緣向剛性支撐表面的彎曲，使得所述前緣能夠被運(yùn)輸通過縫隙而不發(fā)生碰撞。增加薄型物體剛度的一個方法是使物體產(chǎn)生波浪狀起伏。例如，使物體產(chǎn)生縱 向波浪狀起伏，其中波浪的脊和溝的走向平行于物體的運(yùn)輸方向。圖7A為俯視圖，展示 了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的、令柔性物體產(chǎn)生縱向波浪狀起伏的壓力和真空布局。薄型 物體14在箭頭20所示方向上被從剛性表面IOa通過表面間縫隙12運(yùn)輸至剛性表面10c。 流體墊配置28被施加至剛性表面10a。在圖7A中，“P”表示施加向外噴射的加壓流 體，“V”表示通過施加真空使流體向內(nèi)排出。布局末端處的點(diǎn)表示施加的壓力和真空 布局可以延伸超過圖示區(qū)域。流體墊配置28中一排向外的壓力噴射會推動薄型物體14 的平行帶向上移動。類似地，流體墊配置28中一排向內(nèi)的真空流會拉動薄型物體14的 平行帶向下移動。一排排向外和向內(nèi)流的周期性重復(fù)布局會在薄型物體14上形成周期性 的脊和溝的布局，從而使薄型物體14呈現(xiàn)波浪狀。圖7B是由圖7a中壓力和真空布局形 成的波浪狀柔性物體的前剖視圖。該剖視圖顯示，薄型物體14呈波浪形，具有縱向的脊 和溝。物體14的波浪形狀會增加其沿溝方向的抗彎強(qiáng)度，即增加縱向抗彎強(qiáng)度。這種 抗彎強(qiáng)度的增加可使物體14被運(yùn)輸通過表面間縫隙12。圖8為根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的、對圖7A所示壓力和真空應(yīng)用做出改變的實(shí)施 例。流體墊配置30被施加至剛性表面10a。流體墊配置30以周期性布局施加向外的壓力 流和向內(nèi)的真空流。例如，所述布局可以是向外壓力流和向內(nèi)真空流交替的菱形布局。 施加的布局會在薄型物體14上形成凸起和凹陷組成相似布局。薄型物體14上形成的這 種凸起與凹陷組成的周期性布局會增加薄型物體14的剛度。薄型物體14剛度的增加使 得該薄型物體14能夠被運(yùn)輸通過表面間縫隙12。 本發(fā)明的實(shí)施例可用于調(diào)節(jié)非接觸式支撐表面的流體墊的配置，以便減小被支 撐的薄型物體的變形。例如，可以調(diào)節(jié)流體墊的配置，以減小被支撐物體的邊緣或拐角 處的彎曲。這種調(diào)節(jié)可包括調(diào)節(jié)提供加壓流體的向外噴射流的壓力口和提供流體的向內(nèi) 排出流的真空口的分布。這種調(diào)節(jié)還可包括，根據(jù)所述口的位置來調(diào)節(jié)通過每個壓力口 和真空口的向外或向內(nèi)流的壓力或流速。這種調(diào)節(jié)可用來提供流體墊，該流體墊能夠支 撐薄型柔性物體的所有部分而不使其發(fā)生大的彎曲或其它扭曲。消除大的扭曲可以改進(jìn) 被支撐在流體墊上的物體所經(jīng)受的處理過程的結(jié)果。排出口在接近大氣壓力處的分布通 過減少或消除長排出縫的需求來減少流體墊的中斷。圖9A描繪了剛性表面的一段，該段剛性表面上具有排列為矩陣形式的流體口。 圖9B描繪了剛性表面的一段，該段剛性表面上具有排列為交錯矩陣形式的流體口；圖 9C描繪了剛性表面的一段，該段剛性表面上具有分布在多孔表面上的口。圖9A、9B、9C展示了剛性表面10的可支撐矩形物體的拐角處的部分。剛性表面10的每個口 32均 可連接至向外流動的加壓流體噴射源，或者連接至排出真空源。壓力和真空的接近均勻 分布會在扁平物體的中間部分下方形成基本均勻一致的流體墊。排出口 34接近大氣壓。 但是在扁平物體的邊緣處，口 32相對于所述邊緣的非各向同性分布會導(dǎo)致流體墊抬舉能 力的局部降低。例如，在矩形物體的邊緣36處，所述邊緣的重量會使其向剛性表面10 下垂。相對于其它列，通過列32a中的口的平均向外壓力或流量有所增大，這會減小邊 緣36的下垂。類似地，矩形物體的拐角38也會下垂。提供增大的(相對于所述表面上 的其它壓力口而言)通過口 32b的加壓流體的高速向外流，并提供減小的通過口 32c的向 內(nèi)流，可以減小拐角38的下垂。 在有些情形下，會發(fā)生動力效應(yīng)如氣動錘作用。例如，如果在拐角38處發(fā)生動 力效應(yīng)，那么調(diào)節(jié)通過口 32b的流的壓力可減小或消除所述動力效應(yīng)。應(yīng)當(dāng)清楚，本說明書中對實(shí)施例和附圖的說明只是為了更好的理解本發(fā)明，而 不限制其范圍。還應(yīng)當(dāng)清楚，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀了本說明書后，可能對實(shí)施例和附圖做調(diào) 整或修改，這些都仍然屬于本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.用于支撐基本扁平的物體的非接觸式支撐平臺系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括具有多個第一壓力口和多個第一真空口的平臺，所述多個第一壓力口和多個第一真 空口用于產(chǎn)生流體墊以將所述物體支撐在與所述平臺相隔一定距離的位置；位于所述平臺的預(yù)定區(qū)域的多個第二壓力口，該多個第二壓力口用于增加預(yù)定區(qū)域 處物體與平臺之間的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述預(yù)定區(qū)域?yàn)檫吘墔^(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述邊緣區(qū)域被設(shè)置為支撐與物體運(yùn) 動方向基本垂直的物體邊緣。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述邊緣區(qū)域被設(shè)置為支撐所述物體 的側(cè)邊緣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述邊預(yù)定區(qū)域?yàn)楣战菂^(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)還在所述預(yù)定區(qū)域設(shè)有多個第二真空口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述多個第一壓力口和所述多個第二 壓力口包括多個噴嘴。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于所述多個噴嘴中的每個噴嘴包括具有 流量限制鰭片的管道。
9.一種用于運(yùn)輸基本扁平的物體的方法，該方法包括提供用于支撐基本扁平的物體的非接觸式支撐平臺系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括具有多個第一 壓力口和多個第一真空口的平臺，所述多個第一壓力口和多個第一真空口用于產(chǎn)生流體 墊來將物體支撐于與平臺相隔一定距離的位置，所述系統(tǒng)還包括位于所述平臺的預(yù)定區(qū) 域的多個第二壓力口；通過從所述多個第二壓力口施加壓力來增加所述預(yù)定區(qū)域處物體與平臺之間的距罔。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述預(yù)定區(qū)域?yàn)檫吘墔^(qū)域。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于包括給所述多個第二壓力口提供比提 供給所述多個第一壓力口的壓力更大的壓力。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于當(dāng)所述物體的邊緣被支撐于所述預(yù) 定區(qū)域時，進(jìn)行上述給所述多個第二壓力口提供比提供給所述多個第一壓力口的壓力更 大的壓力的步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于支撐所述物體的邊緣，該邊緣與物體 的運(yùn)動方向基本垂直。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于支撐所述物體的側(cè)邊緣。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于支撐基本扁平的物體的非接觸式支撐平臺系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括具有多個第一壓力口和多個第一真空口的平臺，所述多個第一壓力口和多個第一真空口用于產(chǎn)生流體墊以將所述物體支撐在與所述平臺相隔一定距離的位置。所述系統(tǒng)還包括位于所述平臺的預(yù)定區(qū)域的多個第二壓力口，該多個第二壓力口用于增加預(yù)定區(qū)域處物體與平臺之間的距離。
文檔編號A47B37/00GK102026560SQ200980116898
公開日2011年4月20日 申請日期2009年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月11日
發(fā)明者史恩·萊維, 奧代德·漢堡哲, 奧代德·耶霍舒亞·萊希特, 宇弗·雅索, 希勒·萊克曼, 波阿斯·尼史瑞, 艾拉·蘇達(dá)科維奇, 阿里·哈爾尼克 申請人:科福羅有限公司