从现有的文献来看，非接触式悬浮可以通过电磁学、光学、声悬浮以及空气动力学等原理[5,6]实现。

1  磁力悬浮磁力悬浮的悬浮力来源于由磁铁产生的电磁场。图1.1所示，磁悬浮装置由传感器、控制回路、电磁铁、功率放大器等部分组成[7]。此悬浮方式仅限于高磁性、低温环境中使用。

图1.1 磁悬浮

磁力悬浮包括两种主要形式:电磁系统(EMS，electromagnetie system)和电力学系统(ENS，electrodynamic system)。

电磁系统中，吸附力在普通电磁石和铁磁体之间产生，平衡位置不稳定，需要闭环控制回路才可以保证稳定性。63543

电力学系统基于导体中涡电流的产生，此涡电流由随时间变化的电场诱发。首先，由超导磁铁和固定在导轨中的铁磁体间的磁场作用力组成电力学系统，超导磁铁和铁磁体间相对位移的变化引发电场随时间变化，产生的力为排斥力且需要辅助装置保持稳定。

2  静电悬浮

    静电悬浮技术利用静电场中带有静电的样品受到的库仑力与重力平衡，实现无容器状态。在国外，静电悬浮多用于材料的热物理性质、凝固过程、合成与制备等方面的研究[8]。

原理如图1.2所示，在静电悬浮系统中，静电场可以吸附和定向微小物体，在较高电场中导体和绝缘体都可被吸附住，还可以利用感应极化效应去悬浮不带电粒子，此技术可以直接应用于导体、半导体、绝缘体等粒子上。但是此吸附力不稳定，需要闭环回路保持稳定性，而且静电悬浮的稳定性只有在低温中才可以保持，因为高温中静电电荷无法保持，它随时间流失而衰减；另外，此系统只可用于悬浮较小物品(小于200μm)。论文网

3  光学悬浮

光学悬浮就是利用光的辐射压力捕获粒子,并稳定地操纵其定位的一种技术[9]。由 Ashkin 首先发现，可见光的辐射压力可以悬浮和加速微粒。在空间微重力环境下，光的辐射压力可悬浮起比地面上重得多的物体。主要问题在于周围介质的温度梯度引起热量变化，热量变化导致夹持不稳定，吸附力很小[10]。

4  超声波悬浮

超声波悬浮是利用超声波振动形成悬浮间隙的一种现象，利用近场悬浮构造各种悬浮输送装置，在生产线上对某些有特殊要求的物体进行非接触悬浮输送。

基本原理如图4所示，两种形式的超声波作用在被夹持物上，分别称为驻波悬浮和近场悬浮[11]，利用驻波与物体的相互作用产生竖直方向的悬浮力以克服物体的重量，同时产生水平方向的定位力将物体固定于声压波节处。此悬浮方法的缺点即被悬浮物质量小，且需要回路进行控制。

 超声波悬浮

例子：德国Zimmermann & Schilp Handhabungstechnik GmbH 开发出了半导体生产工序中能以非接触方式搬运的机器人用工具(手)“Non—contact Wafer Gripper”[12]。其原理是利用超声波在工具表面形成一层空气薄膜，使晶圆漂浮于其上。工具翻转时，不是用超声波而是用气泵吸附晶圆。

 非接触搬运半导体晶圆的机器人

5  空气动力学悬浮

 使用快速、稳定、低能耗的气悬浮或气吸浮式非接触式搬运系统将成为未来的主流，空气非接触式搬送技术有着光明的市场前景。

1  空气悬浮式

空气悬浮式非接触技术是应用流体力学的原理，使压缩流体通过压力室上的多孔质体形成一层流体膜，通过工件本身的重量和流体对其施加的压力达到平衡而使工件保持平稳[13]。根据此原理可实现对物体的非接触搬运。图1.6是日本著名的气动元件生产商SMC公司的空气悬浮式玻璃基板搬运系统。