一種無(wú)摩擦恒力輸出氣浮裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供一種無(wú)摩擦恒力輸出氣浮裝置，包括長(zhǎng)活塞、缸筒、儲(chǔ)氣套、氣壓壓板；所述長(zhǎng)活塞套裝在缸筒內(nèi)，所述儲(chǔ)氣套套裝在缸筒外，所述儲(chǔ)氣套及缸筒的兩端通過(guò)端蓋和底座密封，所述長(zhǎng)活塞穿過(guò)端蓋，所述氣壓壓板套裝在缸筒內(nèi)，所述氣壓壓板下安裝力傳感器，儲(chǔ)氣套與缸筒間形成兩個(gè)儲(chǔ)氣腔，長(zhǎng)活塞和缸筒上分別設(shè)有第一徑向節(jié)流孔、第二徑向節(jié)流孔、第一卸壓槽、第二卸壓槽，缸筒和長(zhǎng)活塞間通過(guò)氣體潤(rùn)滑，通過(guò)氣壓壓板和力傳感器獲取氣壓大小，增加儲(chǔ)氣腔儲(chǔ)存恒壓氣體，從而實(shí)現(xiàn)恒力輸出；本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輸出力值精確、穩(wěn)定性好。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種無(wú)摩擦恒力輸出氣浮裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及恒力輸出裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)其不同的應(yīng)用環(huán)境及應(yīng)用要求，恒力輸出有多種結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方法。動(dòng)態(tài)恒力輸出是指將一個(gè)恒定的力值加載在動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)工件上。
[0003]通過(guò)砝碼與目標(biāo)工件吊掛是最為簡(jiǎn)單和常用的施加恒力的方法，由于砝碼質(zhì)量恒定，所以作用在目標(biāo)工件上的力保持不變，但是當(dāng)目標(biāo)工件做加速或減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，砝碼會(huì)因自身慣性力的影響而產(chǎn)生一個(gè)作用在目標(biāo)工件上的附加力，且砝碼質(zhì)量越大影響越大，因此這種方法只適用于目標(biāo)工件低速或勻速運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合。力矩電機(jī)、液壓氣缸等也常被應(yīng)用于恒力輸出領(lǐng)域。如專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?01120495617.7的“恒力輸出的液壓裝置”就公布了一種通過(guò)PLC控制器、電磁比例閥、壓力傳感器輸出精確力值的液壓裝置，但是此裝置中壓力傳感器安裝在液壓裝置的輸出端，壓力傳感器處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因此會(huì)影響測(cè)量值的精確度。氣浮無(wú)摩擦氣缸在實(shí)現(xiàn)超精密恒力輸出控制、微壓動(dòng)作控制中得到廣泛應(yīng)用；活塞與缸筒間通過(guò)氣體潤(rùn)滑不存在摩擦力，因此作用在活塞上的力與活塞的橫截面積和缸筒內(nèi)的氣壓大小有關(guān)；專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?01110072339.9的“帶有氣浮軸承的無(wú)摩擦氣缸”公布了一種氣浮無(wú)摩擦氣缸，由于其活塞桿上連接進(jìn)氣管道，會(huì)對(duì)輸出的力值產(chǎn)生影響；再者氣體的響應(yīng)速度慢，缸筒內(nèi)活塞運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的體積變化會(huì)導(dǎo)致氣壓瞬變，引起輸出恒力的波動(dòng)，因此，氣浮無(wú)摩擦氣缸一般用來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)作輸出，恒壓控制比較困難，難以保證輸出力值的恒定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有恒力輸出裝置中輸出力值難以保持恒定、傳感器測(cè)量不夠精準(zhǔn)、恒力輸出精度不高等問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種不受氣管擾動(dòng)影響的、輸出力值精確的、穩(wěn)定性好的無(wú)摩擦恒力輸出氣浮裝置。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種無(wú)摩擦恒力輸出氣浮裝置，包括長(zhǎng)活塞、缸筒、儲(chǔ)氣套、氣壓壓板。所述長(zhǎng)活塞套裝在缸筒內(nèi)且與缸筒間存在極小間隙，所述儲(chǔ)氣套套裝在缸筒外，所述儲(chǔ)氣套及缸筒的兩端通過(guò)端蓋和底座密封，所述長(zhǎng)活塞穿過(guò)端蓋。
[0007]所述儲(chǔ)氣套與缸筒間形成相互獨(dú)立的第一儲(chǔ)氣腔和第二儲(chǔ)氣腔。
[0008]所述氣壓壓板套裝在缸筒內(nèi)且與缸筒壁間有間隙，所述氣壓壓板下安裝力傳感器，所述力傳感器固定在底座上，所述底座上開(kāi)有出氣口。
[0009]所述長(zhǎng)活塞中心開(kāi)有進(jìn)氣通孔和卸氣通孔，所述進(jìn)氣通孔和卸氣通孔間通過(guò)密封塞隔離，所述進(jìn)氣通孔在長(zhǎng)活塞位于缸筒內(nèi)的一端。
[0010]所述長(zhǎng)活塞上沿圓周均布第一徑向節(jié)流孔，所述第一徑向節(jié)流孔與進(jìn)氣通孔相通，所述第一徑向節(jié)流孔沿軸向方向至少有兩組；所述缸筒靠近端蓋的一端沿圓周均布第二徑向節(jié)流孔，所述第二徑向節(jié)流孔與第二儲(chǔ)氣腔相通；所述氣壓壓板上沿圓周均布第三徑向節(jié)流孔，所述第三徑向節(jié)流孔與缸筒內(nèi)腔相通。
[0011]所述第一徑向節(jié)流孔、第二徑向節(jié)流孔和第三徑向節(jié)流孔內(nèi)均安裝有節(jié)流塞。
[0012]所述長(zhǎng)活塞上設(shè)有第一卸壓槽，所述第一卸壓槽包含外圓柱面上的第一凹槽、第一凹槽內(nèi)沿圓周均布的徑向盲孔以及與徑向盲孔相通的第一軸向孔；所述第一軸向孔一端通過(guò)卸氣通孔內(nèi)的第二凹槽與卸氣通孔相通，所述第一軸向孔的另一端通過(guò)堵塊密封；所述外圓柱面上的第一凹槽至少有兩組且位于第一徑向節(jié)流孔的兩側(cè)；所述第一卸壓槽與第一徑向節(jié)流孔之間相互隔離。
[0013]所述缸筒上設(shè)有第二卸壓槽，所述第二卸壓槽包含缸筒內(nèi)圓柱面上的第三凹槽、與第三凹槽相通的第二軸向孔，所述第二軸向孔另一端與端蓋上的通孔相通；所述第三凹槽位于第二徑向節(jié)流孔的下方，所述第二卸壓槽與第二徑向節(jié)流孔之間相互隔離。
[0014]所述缸筒靠近氣壓壓板的一端沿圓周均布進(jìn)氣口，所述儲(chǔ)氣套上設(shè)有第一進(jìn)氣孔和第二進(jìn)氣孔，所述第一進(jìn)氣孔與第一儲(chǔ)氣腔相通，所述第二進(jìn)氣孔與第二儲(chǔ)氣腔相通。所述第一進(jìn)氣孔和第二進(jìn)氣孔分別通過(guò)氣管與比例閥連接。
[0015]本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)思路是:
[0016]在缸筒外增加一個(gè)儲(chǔ)氣套，儲(chǔ)氣套與缸筒間形成兩個(gè)儲(chǔ)氣腔，第一儲(chǔ)氣腔與缸筒進(jìn)氣腔相通，相當(dāng)于增大了缸筒進(jìn)氣腔的容積，使長(zhǎng)活塞運(yùn)動(dòng)引起的容積變化對(duì)氣壓突變的影響較小，提高了恒力輸出的精度；第二儲(chǔ)氣腔為缸筒上的第二徑向節(jié)流孔供氣，保證缸筒與長(zhǎng)活塞間形成穩(wěn)定的氣膜；兩個(gè)儲(chǔ)氣腔通過(guò)比例閥單獨(dú)供氣，不相互影響，提高了恒力輸出的精度及穩(wěn)定性。
[0017]缸筒底座上安裝力傳感器和氣壓壓板，氣壓壓板上設(shè)有第三徑向節(jié)流孔，通過(guò)長(zhǎng)活塞內(nèi)腔自身氣體供氣，氣壓壓板與缸筒間形成氣體潤(rùn)滑，不存在摩擦力，因?yàn)樽饔迷诨钊锥说牧εc作用在氣壓壓板上的力相等，所以通過(guò)力傳感器可以測(cè)量出活塞輸出的力值大小，通過(guò)比例閥調(diào)整儲(chǔ)氣腔內(nèi)氣壓的大小，精確控制輸出的力值且操作方便。
[0018]長(zhǎng)活塞為一個(gè)圓柱體，位于缸筒外的一端為輸出端，位于缸筒內(nèi)的一端上有第一徑向節(jié)流孔，缸筒內(nèi)的高壓氣體通過(guò)第一徑向節(jié)流孔在活塞與缸筒間形成氣膜；缸筒上端有第二徑向節(jié)流孔，采用第二儲(chǔ)氣腔內(nèi)的高壓氣體供氣，在缸筒與長(zhǎng)活塞的間隙形成氣膜，兩處氣膜為長(zhǎng)活塞提供支撐和潤(rùn)滑，結(jié)構(gòu)及供氣方式簡(jiǎn)單、承載能力好。
[0019]徑向節(jié)流孔附近均設(shè)有卸壓槽，卸壓槽與外界常壓相通，一方面防止缸筒內(nèi)高壓氣體進(jìn)入氣浮間隙對(duì)氣膜產(chǎn)生影響，起到密封作用，另一方面在間隙內(nèi)形成常壓區(qū)，促進(jìn)氣膜的形成。
[0020]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度高、穩(wěn)定性好。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是一種無(wú)摩擦恒力輸出氣浮裝置示意圖
[0022]圖2是長(zhǎng)活塞示意圖
[0023]圖3是缸筒示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0024]結(jié)合圖1?圖3，一種無(wú)摩擦恒力輸出氣浮裝置，包括長(zhǎng)活塞1、缸筒7、儲(chǔ)氣套8、氣壓壓板17。長(zhǎng)活塞I套裝在缸筒7內(nèi)且與缸筒7間存在極小間隙，儲(chǔ)氣套8套裝在缸筒夕卜，端蓋3和底座14通過(guò)螺栓2套裝在儲(chǔ)氣套8及缸筒7的兩端，長(zhǎng)活塞I穿過(guò)端蓋3。
[0025]儲(chǔ)氣套8與缸筒7間形成相互獨(dú)立的第一儲(chǔ)氣腔19和第二儲(chǔ)氣腔22。儲(chǔ)氣套8上設(shè)有第一進(jìn)氣孔12和第二進(jìn)氣孔5,第一進(jìn)氣孔12與第一儲(chǔ)氣腔19相通,第二進(jìn)氣孔5與第二儲(chǔ)氣腔22相通。第一進(jìn)氣孔12和第二進(jìn)氣孔5分別通過(guò)氣管13與比例閥6連接。
[0026]氣壓壓板17套裝在缸筒7內(nèi)且與缸筒壁間有間隙，氣壓壓板17下安裝力傳感器16，力傳感器16固定在底座14上，底座14上開(kāi)有出氣口 15。氣壓壓板17上沿圓周均布第三徑向節(jié)流孔28，第三徑向節(jié)流孔28通過(guò)軸向盲孔29與缸筒內(nèi)腔相通，第三徑向節(jié)流孔28內(nèi)安裝有節(jié)流塞。
[0027]長(zhǎng)活塞I中心開(kāi)有進(jìn)氣通孔24和卸氣通孔26，進(jìn)氣通孔24和卸氣通孔26間通過(guò)密封塞9隔離，進(jìn)氣通孔24在長(zhǎng)活塞I位于缸筒7內(nèi)的一端；長(zhǎng)活塞I上沿圓周均布第一徑向節(jié)流孔10,第一徑向節(jié)流孔10與進(jìn)氣通孔24相通,第一徑向節(jié)流孔10沿軸向方向有兩組，第一徑向節(jié)流孔10內(nèi)安裝有節(jié)流塞；長(zhǎng)活塞I上設(shè)有第一卸壓槽，第一卸壓槽包含外圓柱面上的第一凹槽18、第一凹槽18內(nèi)沿圓周均布的徑向盲孔23以及與徑向盲孔23相通的第一軸向孔25 ;第一軸向孔25 —端通過(guò)卸氣通孔26內(nèi)的第二凹槽20與卸氣通孔26相通，第一軸向孔25的另一端通過(guò)堵塊30密封；第一凹槽18有兩組且位于第一徑向節(jié)流孔10的兩側(cè)；第一卸壓槽與第一徑向節(jié)流孔10之間相互隔離。
[0028]缸筒7靠近端蓋3的一端沿圓周均布第二徑向節(jié)流孔4，第二徑向節(jié)流孔4與第二儲(chǔ)氣腔22相通，第二徑向節(jié)流孔4沿軸向方向有兩組，第二徑向節(jié)流孔4內(nèi)安裝有節(jié)流塞；缸筒7上設(shè)有第二卸壓槽，第二卸壓槽包含缸筒內(nèi)圓柱面上的第三凹槽21、與第三凹槽21相通的第二軸向孔27，所述第二軸向孔27另一端與端蓋3上的通孔相通；第三凹槽21位于第二徑向節(jié)流孔4的下方，第二卸壓槽與第二徑向節(jié)流孔4之間相互隔離；缸筒7靠近氣壓壓板17的一端沿圓周均布進(jìn)氣口 11。
【權(quán)利要求】
1.一種無(wú)摩擦恒力輸出氣浮裝置，包括長(zhǎng)活塞、缸筒、儲(chǔ)氣套、氣壓壓板；所述長(zhǎng)活塞套裝在缸筒內(nèi)且與缸筒間存在極小間隙，所述儲(chǔ)氣套套裝在缸筒外，所述儲(chǔ)氣套及缸筒的兩端通過(guò)端蓋和底座密封，所述長(zhǎng)活塞穿過(guò)端蓋； 所述儲(chǔ)氣套與缸筒間形成相互獨(dú)立的第一儲(chǔ)氣腔和第二儲(chǔ)氣腔； 所述氣壓壓板套裝在缸筒內(nèi)且與缸筒壁間有間隙，所述氣壓壓板下安裝力傳感器，所述力傳感器固定在底座上，所述底座上開(kāi)有出氣口 ； 所述長(zhǎng)活塞中心開(kāi)有進(jìn)氣通孔和卸氣通孔，所述進(jìn)氣通孔和卸氣通孔間通過(guò)密封塞隔離，所述進(jìn)氣通孔在長(zhǎng)活塞位于缸筒內(nèi)的一端； 所述長(zhǎng)活塞上沿圓周均布第一徑向節(jié)流孔，所述第一徑向節(jié)流孔與進(jìn)氣通孔相通，所述第一徑向節(jié)流孔沿軸向方向至少有兩組；所述缸筒靠近端蓋的一端沿圓周均布第二徑向節(jié)流孔，所述第二徑向節(jié)流孔與第二儲(chǔ)氣腔相通；所述氣壓壓板上沿圓周均布第三徑向節(jié)流孔，所述第三徑向節(jié)流孔與缸筒內(nèi)腔相通； 所述第一徑向節(jié)流孔、第二徑向節(jié)流孔和第三徑向節(jié)流孔內(nèi)均安裝有節(jié)流塞； 所述長(zhǎng)活塞上設(shè)有第一卸壓槽，所述第一卸壓槽包含外圓柱面上的第一凹槽、第一凹槽內(nèi)沿圓周均布的徑向盲孔以及與徑向盲孔相通的第一軸向孔；所述第一軸向孔一端通過(guò)卸氣通孔內(nèi)的第二凹槽與卸氣通孔相通，所述第一軸向孔的另一端通過(guò)堵塊密封；所述外圓柱面上的第一凹槽至少有兩組且位于第一徑向節(jié)流孔的兩側(cè)；所述第一卸壓槽與第一徑向節(jié)流孔之間相互隔離； 所述缸筒上設(shè)有第二卸壓槽，所述第二卸壓槽包含缸筒內(nèi)圓柱面上的第三凹槽、與第三凹槽相通的第二軸向孔，所述第二軸向孔另一端與端蓋上的通孔相通；所述第三凹槽位于第二徑向節(jié)流孔的下方，所述第二卸壓槽與第二徑向節(jié)流孔之間相互隔離； 所述缸筒靠近氣壓壓板的一端沿圓周均布進(jìn)氣口，所述儲(chǔ)氣套上設(shè)有第一進(jìn)氣孔和第二進(jìn)氣孔，所述第一進(jìn)氣孔與第一儲(chǔ)氣腔相通，所述第二進(jìn)氣孔與第二儲(chǔ)氣腔相通；所述第一進(jìn)氣孔和第二進(jìn)氣孔分別通過(guò)氣管與比例閥連接。
【文檔編號(hào)】F15B15/20GK203627406SQ201320648125
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2013年10月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月18日
【發(fā)明者】孫建輝, 黃航航 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)