一種三維跟隨恒力吊掛裝置制造方法
【專利摘要】一種三維跟隨恒力吊掛裝置，包括氣浮導(dǎo)軌、恒力輸出裝置、滑輪組、懸掛繩；橫向氣浮導(dǎo)軌連接縱向氣浮導(dǎo)軌，橫向氣浮導(dǎo)軌兩側(cè)安裝水平支架，滑輪組有六個且分別安裝在橫向氣浮導(dǎo)軌、縱向氣浮導(dǎo)軌、水平支架的下方，第一懸掛繩和第二懸掛繩連接吊掛座，吊掛座上吊掛目標(biāo)工件，第一懸掛繩和第二懸掛繩分別繞過滑輪組連接恒力輸出裝置。本實用新型利用氣浮裝置被動跟隨，可消除采用傳感器、電機、導(dǎo)軌實現(xiàn)主動跟隨時測量誤差的影響，提高了跟隨的精度；利用恒力輸出氣缸輸出恒定吊掛力，避免了減重砝碼慣性力的影響，可實現(xiàn)高速跟隨；通過滑輪組巧妙的將目標(biāo)工件與恒力輸出裝置連接起來，不影響氣浮裝置的平面隨動，實現(xiàn)恒力吊掛；穩(wěn)定性好、精度高。
【專利說明】懸掛繩的長短會對角度傳感器測量偏角產(chǎn)，電機的控制精度不高，難以消除波動和誤
丨勺特點，因此可通過氣浮導(dǎo)軌被動跟隨目標(biāo)7.5的“三維氣浮隨動裝置”是利用氣浮裝產(chǎn)生影響，再利用砝碼減重，提供豎直方向由雖然可實現(xiàn)無摩擦旋轉(zhuǎn)，但是其與長距離再者，砝碼會因自身慣性力的影響而產(chǎn)生I大影響越大，因此這種方法只適用于目標(biāo)
誤差大、跟隨精度不高、減重砝碼慣性力影影響的、不受目標(biāo)工件運動速度影響的、跟
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支術(shù)方案是:一種三維跟隨恒力吊掛裝置，掛座，所述吊掛座上吊掛目標(biāo)工件。所述第一懸掛繩沿豎直方向繞過第一定滑輪，然后沿橫向方向繞過同側(cè)的第三定滑輪，再沿橫向方向繞過第五定滑輪，最后沿縱向方向引出連接恒力輸出裝置。所述第二懸掛繩沿豎直方向繞過第二定滑輪，然后沿橫向方向繞過同側(cè)的第四定滑輪，再沿橫向方向繞過第六定滑輪，沿與第一懸掛繩相反的縱向方向引出連接恒力輸出裝置。
[0010]所述恒力輸出裝置包括兩個恒力輸出氣缸、滑塊、縱向直線導(dǎo)軌、電機；所述兩個恒力輸出氣缸分別通過滑塊套裝在縱向直線導(dǎo)軌上，所述電機有兩個且可通過滑塊單獨控制兩個恒力輸出氣缸的運動，所述兩個恒力輸出氣缸的輸出軸分別連接第一懸掛繩和第二懸掛繩。
[0011]進一步,所述恒力輸出氣缸包括活塞、輸出軸、缸筒、端蓋、缸筒蓋、進氣套；所述輸出軸連接活塞，所述活塞套裝在缸筒內(nèi)且和缸筒壁間存有極小間隙，所述缸筒兩端分別套裝端蓋和缸筒蓋，所述端蓋與動滑輪座固接，所述輸出軸穿過缸筒蓋，所述輸出軸和缸筒蓋內(nèi)壁間存有極小間隙。
[0012]所述進氣套包含第一進氣套和第二進氣套，所述第一進氣套套裝在缸筒上，所述第二進氣套套裝在缸筒蓋上；所述第一進氣套和缸筒間留有間隙形成第一儲氣腔，所述第一進氣套上設(shè)有第一進氣口，所述第一進氣口與第一儲氣腔相通；所述第二進氣套和缸筒蓋間留有間隙形成第二儲氣腔，所述第二進氣套上設(shè)有第二進氣口，所述第二進氣口與第二儲氣腔相通。
[0013]所述缸筒沿圓周均布第一徑向節(jié)流孔，所述第一徑向節(jié)流孔與第一儲氣腔相通，所述第一徑向節(jié)流孔沿軸向方向至少有兩組，所述第一徑向節(jié)流孔內(nèi)安裝節(jié)流塞；所述缸筒蓋上沿圓周均布第二徑向節(jié)流孔，所述第二徑向節(jié)流孔與第二儲氣腔相通，所述第二徑向節(jié)流孔沿軸向方向至少有兩組，所述第二徑向節(jié)流孔內(nèi)安裝節(jié)流塞。
[0014]所述活塞上設(shè)有第一卸壓槽，所述第一卸壓槽包含活塞中心的軸向盲孔、活塞外圓柱面上的第一凹槽、第一凹槽內(nèi)的第一徑向通孔；所述第一徑向通孔與軸向盲孔相通，所述第一凹槽至少有兩組且位于活塞的兩端；所述輸出軸中心開有軸向通孔形成卸氣孔，所述卸氣孔與活塞中心的軸向盲孔相通；所述缸筒蓋上設(shè)有第二卸壓槽，所述第二卸壓槽包含缸筒蓋內(nèi)壁上的第二凹槽、第二凹槽內(nèi)的第二徑向通孔；所述第二徑向通孔與外界大氣相通。
[0015]所述端蓋上設(shè)有出氣孔，所述缸筒蓋上設(shè)有進氣孔；所述進氣孔通過氣管連接氣壓傳感器和大儲氣罐，所述大儲氣罐內(nèi)儲存恒壓氣體。
[0016]所述端蓋與缸筒之間、缸筒與第一進氣套之間、缸筒蓋與缸筒之間、缸筒蓋與第二進氣套之間均采用O型圈密封。
[0017]更進一步，所述恒力輸出裝置還包含檢測組件，所述檢測組件包括兩組激光位移傳感器和反光板，所述兩組激光位移傳感器分別安裝在恒力輸出氣缸的缸筒蓋上，所述反光板分別套裝在輸出軸上，所述激光位移傳感器可測量出輸出軸的位移。
[0018]本實用新型的設(shè)計思路表現(xiàn)在:
[0019]將橫向氣浮軸與縱向氣浮套連接，縱向氣浮套套裝在縱向氣浮軸上，因此套裝在橫向氣浮軸上的橫向氣浮套可實現(xiàn)二維無摩擦平動。氣浮裝置上安裝滑輪組，通過懸掛繩繞過滑輪組連接目標(biāo)工件和恒力輸出裝置，恒力輸出裝置包含兩個恒力輸出氣缸和直線導(dǎo)軌等，可實現(xiàn)長距離的恒力輸出，因此，當(dāng)目標(biāo)工件水平運動時，帶動橫向氣浮套移動，兩個恒力輸出氣缸控制收繩和放繩，保證橫向氣浮套的運動不受阻礙，且保持懸掛繩上力值的恒定。當(dāng)目標(biāo)工件縱向運動時，帶動縱向氣浮套移動，恒力輸出氣缸保證懸掛繩上的力值不變，保持隨動。在豎直方向，兩根懸掛繩連接兩個恒力輸出氣缸，任何狀態(tài)下可保證吊掛力恒定。
[0020]恒力輸出氣缸的活塞可在缸筒內(nèi)無摩擦運動，因此只要通過比例閥和儲氣罐控制通入缸筒內(nèi)腔的氣壓值保持恒定，則缸筒上輸出的力值保持恒定。由于恒力輸出氣缸的行程有限，因此，將恒力輸出氣缸通過滑塊套裝在直線導(dǎo)軌上，通過激光位移傳感器可測量出恒力輸出氣缸輸出軸的位移，然后通過電機控制滑塊帶動缸筒移動相應(yīng)的距離，保證活塞始終位于其有效行程內(nèi)，從而實現(xiàn)長距恒力輸出。
[0021]恒力輸出氣缸缸筒內(nèi)腔與大儲氣罐相通,大儲氣罐內(nèi)儲存恒壓氣體,相當(dāng)于增大了缸筒進氣腔的容積，活塞運動引起的容積變化對氣壓突變的影響較小，另一方面，通過直線導(dǎo)軌的主動跟隨，減小了因連桿活塞運動引起缸筒腔體體積變化對氣壓產(chǎn)生的影響，進一步提高了恒力吊掛的精度。
[0022]恒力輸出氣缸的缸筒和缸筒蓋上分別設(shè)有徑向節(jié)流孔，徑向節(jié)流孔外套有進氣套，高壓氣體從進氣套上的進氣口進入，通過徑向節(jié)流孔在活塞與缸筒之間、輸出軸與缸筒蓋之間形成氣膜，為活塞提供支撐和潤滑；活塞不受進氣管路的影響，進氣方式簡單，穩(wěn)定性好?；钊透淄采w上均設(shè)有卸壓槽，卸壓槽與外界大氣相通，在氣膜形成的間隙內(nèi)形成常壓區(qū)，使間隙內(nèi)存在壓力梯度，促進穩(wěn)定氣膜的形成，承載能力好；缸筒上的徑向節(jié)流孔位于缸筒的中部位置，活塞有一定的長度，在活塞移動過程中，可保證缸筒上的徑向節(jié)流孔始終在其運動范圍內(nèi)。
[0023]綜上所述，利用氣浮裝置被動跟隨，可消除采用傳感器、電機、導(dǎo)軌實現(xiàn)主動跟隨時的測量誤差的影響，提高了跟隨的精度，利用恒力輸出氣缸輸出恒定吊掛力，避免了減重砝碼慣性力的影響，可實現(xiàn)高速跟隨。通過滑輪組巧妙的將目標(biāo)工件與恒力輸出裝置連接起來，不影響氣浮裝置的平面隨動，實現(xiàn)恒力吊掛。
[0024]本實用新型的優(yōu)點是:結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、精度高。
[0025]說明書附圖
[0026]圖1是一種三維跟隨恒力吊掛裝置示意圖
[0027]圖2是圖1的俯視圖
[0028]圖3是恒力輸出氣缸示意圖
【具體實施方式】
[0029]一種三維跟隨恒力吊掛裝置，包括氣浮導(dǎo)軌、恒力輸出裝置、滑輪組、懸掛繩。
[0030]氣浮導(dǎo)軌包含橫向氣浮軸27、橫向氣浮套26、縱向氣浮軸29和縱向氣浮套28，橫向氣浮套26套裝在橫向氣浮軸27上，橫向氣浮軸27兩端與兩個縱向氣浮套28固接，縱向氣浮套28套裝在縱向氣浮軸29上，兩個縱向氣浮套28之間連接水平支架31，水平支架31有兩根且位于橫向氣浮軸27的兩側(cè)。
[0031]滑輪組包括兩個豎直安裝的第一定滑輪25、第二定滑輪24和四個水平安裝的第三定滑輪33、第四定滑輪34、第五定滑輪32和第六定滑輪30，第一定滑輪25和第二定滑輪24通過安裝座固定在橫向氣浮套26的下方，第三定滑輪33和第四定滑輪34分別固定在兩個縱向氣浮套28的下方，第五定滑輪32和第六定滑輪30分別固定在兩跟水平支架31的下方；滑輪組內(nèi)的定滑輪均為氣浮軸承滑輪。
[0032]懸掛繩包含第一懸掛繩35和第二懸掛繩36,第一懸掛繩35和第二懸掛繩36 —端連接吊掛座37，吊掛座37上吊掛目標(biāo)工件。第一懸掛繩35沿豎直方向繞過第一定滑輪25，沿橫向方向繞過同側(cè)的第三定滑輪33,再沿橫向方向繞過第五定滑輪32,最后沿縱向方向引出連接恒力輸出裝置。第二懸掛繩36沿豎直方向繞過第二定滑輪24，然后沿橫向方向繞過同側(cè)的第四定滑輪34，再沿橫向方向繞過第六定滑輪30，沿與第一懸掛繩35相反的縱向方向引出連接恒力輸出裝置。
[0033]恒力輸出裝置包括兩個恒力輸出氣缸38、滑塊、縱向直線導(dǎo)軌、電機；兩個恒力輸出氣缸38分別通過滑塊套裝在縱向直線導(dǎo)軌上，電機有兩個且可通過滑塊單獨控制兩個恒力輸出氣缸38的運動,兩個恒力輸出氣缸38的輸出軸分別連接第一懸掛繩35和第二懸掛繩36。
[0034]進一步，恒力輸出氣缸包括活塞5、輸出軸17、缸筒4、端蓋1、缸筒蓋12、進氣套；輸出軸17連接活塞5，活塞5套裝在缸筒4內(nèi)且和缸筒壁間存有極小間隙，缸筒4兩端分別套裝端蓋I和缸筒蓋12，所述端蓋與動滑輪座固接，所述輸出軸17穿過缸筒蓋12，所述輸出軸17和缸筒蓋12內(nèi)壁間存有極小間隙。端蓋I上設(shè)有進氣孔2，缸筒蓋12上設(shè)有出氣孔11 ;進氣孔2通過氣管連接氣壓傳感器和大儲氣罐，大儲氣罐內(nèi)儲存恒壓氣體。
[0035]進氣套包含第一進氣套7和第二進氣套14，所述第一進氣套7套裝在缸筒4上，所述第二進氣套14套裝在缸筒蓋12上；第一進氣套7和缸筒4間留有間隙形成第一儲氣腔22，第二進氣套和缸筒蓋間留有間隙形成第二儲氣腔20，第一進氣套7上設(shè)有第一進氣口 8，第一進氣口 8與第一儲氣腔相通22，第二進氣套14上設(shè)有第二進氣口 16，第二進氣口16與第二儲氣腔20相通。
[0036]缸筒4沿圓周均布第一徑向節(jié)流孔9，第一徑向節(jié)流孔9沿軸向方向有兩組，第一徑向節(jié)流孔9與第一儲氣腔22相通；缸筒蓋12沿圓周均布第二徑向節(jié)流孔15，第二徑向節(jié)流孔15沿軸向方向有兩組，第二徑向節(jié)流孔15與第二儲氣腔20相通；第一徑向節(jié)流孔9和第二徑向節(jié)流孔15內(nèi)均安裝有節(jié)流塞。
[0037]活塞上設(shè)有第一卸壓槽，第一卸壓槽包含活塞中心的軸向盲孔23、活塞外圓柱面上的第一凹槽10、第一凹槽10內(nèi)的第一徑向通孔6 ;第一徑向通孔6與軸向盲孔23相通，第一凹槽10有兩組且位于活塞的兩端；輸出軸17中心開有軸向通孔形成卸氣孔18，卸氣孔18與活塞中心的軸向盲孔23相通；缸筒蓋12上設(shè)有第二卸壓槽，第二卸壓槽包含缸筒蓋內(nèi)壁上的第二凹槽21、第二凹槽內(nèi)的第二徑向通孔13 ;第二徑向通孔13與外界大氣相通。
[0038]端蓋I與缸筒4之間、缸筒4與第一進氣套7之間、缸筒蓋12與缸筒4之間、缸筒蓋12與第二進氣套14之間均采用O型圈3密封。
[0039]更進一步，恒力輸出裝置還包含檢測組件，檢測組件包括兩組激光位移傳感器和反光板，兩組激光位移傳感器分別安裝在恒力輸出氣缸的缸筒蓋上，反光板分別套裝在輸出軸上,激光位移傳感器可測量出輸出軸的位移。
[0040]當(dāng)目標(biāo)工件水平運動時，帶動橫向氣浮套移動，兩個恒力輸出氣缸控制收繩和放繩，保證橫向氣浮套的運動不受阻礙，且保持懸掛繩上力值的恒定。當(dāng)目標(biāo)工件縱向運動時，帶動縱向氣浮套移動，恒力輸出氣缸保證懸掛繩上的力值不變，保持隨動。在豎直方向，兩根懸掛繩連接兩個恒力輸出氣缸，任何狀態(tài)下可保證吊掛力恒定。
【權(quán)利要求】
1.一種三維跟隨恒力吊掛裝置，其特征在于:包括氣浮導(dǎo)軌、恒力輸出裝置、滑輪組、懸掛繩； 所述氣浮導(dǎo)軌包含橫向氣浮軸、橫向氣浮套、縱向氣浮軸和縱向氣浮套，所述橫向氣浮套套裝在橫向氣浮軸上，所述橫向氣浮軸兩端與兩個縱向氣浮套固接，所述縱向氣浮套套裝在縱向氣浮軸上，所述兩個縱向氣浮套之間連接水平支架，所述水平支架有兩根且位于橫向氣浮軸的兩側(cè)； 所述滑輪組包括兩個豎直安裝的第一定滑輪、第二定滑輪和四個水平安裝的第三定滑輪、第四定滑輪、第五定滑輪和第六定滑輪，所述第一定滑輪和第二定滑輪通過安裝座固定在橫向氣浮套的下方，所述第三定滑輪和第四定滑輪分別固定在兩個縱向氣浮套的下方，所述第五定滑輪和第六定滑輪分別固定在兩跟水平支架的下方；所述滑輪組內(nèi)的定滑輪均為氣浮軸承滑輪； 所述懸掛繩包含第一懸掛繩和第二懸掛繩，所述第一懸掛繩和第二懸掛繩連接吊掛座，所述吊掛座上吊掛目標(biāo)工件；所述第一懸掛繩沿豎直方向繞過第一定滑輪，然后沿橫向方向繞過同側(cè)的第三定滑輪，再沿橫向方向繞過第五定滑輪，最后沿縱向方向引出連接恒力輸出裝置；所述第二懸掛繩沿豎直方向繞過第二定滑輪，然后沿橫向方向繞過同側(cè)的第四定滑輪，再沿橫向方向繞過第六定滑輪，沿與第一懸掛繩相反的縱向方向引出連接恒力輸出裝置； 所述恒力輸出裝置包括兩個恒力輸出氣缸、滑塊、縱向直線導(dǎo)軌、電機；所述兩個恒力輸出氣缸分別通過滑塊套裝在縱向直線導(dǎo)軌上，所述電機有兩個且可通過滑塊單獨控制兩個恒力輸出氣缸的運動，所述兩個恒力輸出氣缸的輸出軸分別連接第一懸掛繩和第二懸掛繩。
2.如權(quán)利要求1所述的一種三維跟隨恒力吊掛裝置，其特征在于:所述恒力輸出氣缸包括活塞、輸出軸、缸筒、端蓋、缸筒蓋、進氣套；所述輸出軸連接活塞，所述活塞套裝在缸筒內(nèi)且和缸筒壁間存有極小間`隙，所述缸筒兩端分別套裝端蓋和缸筒蓋，所述端蓋與動滑輪座固接，所述輸出軸穿過缸筒蓋，所述輸出軸和缸筒蓋內(nèi)壁間存有極小間隙； 所述進氣套包含第一進氣套和第二進氣套，所述第一進氣套套裝在缸筒上，所述第二進氣套套裝在缸筒蓋上；所述第一進氣套和缸筒間留有間隙形成第一儲氣腔，所述第一進氣套上設(shè)有第一進氣口，所述第一進氣口與第一儲氣腔相通；所述第二進氣套和缸筒蓋間留有間隙形成第二儲氣腔，所述第二進氣套上設(shè)有第二進氣口，所述第二進氣口與第二儲氣腔相通； 所述缸筒沿圓周均布第一徑向節(jié)流孔，所述第一徑向節(jié)流孔與第一儲氣腔相通，所述第一徑向節(jié)流孔沿軸向方向至少有兩組，所述第一徑向節(jié)流孔內(nèi)安裝節(jié)流塞；所述缸筒蓋上沿圓周均布第二徑向節(jié)流孔，所述第二徑向節(jié)流孔與第二儲氣腔相通，所述第二徑向節(jié)流孔沿軸向方向至少有兩組，所述第二徑向節(jié)流孔內(nèi)安裝節(jié)流塞； 所述活塞上設(shè)有第一卸壓槽，所述第一卸壓槽包含活塞中心的軸向盲孔、活塞外圓柱面上的第一凹槽、第一凹槽內(nèi)的第一徑向通孔；所述第一徑向通孔與軸向盲孔相通，所述第一凹槽至少有兩組且位于活塞的兩端；所述輸出軸中心開有軸向通孔形成卸氣孔，所述卸氣孔與活塞中心的軸向盲孔相通；所述缸筒蓋上設(shè)有第二卸壓槽，所述第二卸壓槽包含缸筒蓋內(nèi)壁上的第二凹槽、第二凹槽內(nèi)的第二徑向通孔；所述第二徑向通孔與外界大氣相通； 所述端蓋上設(shè)有出氣孔，所述缸筒蓋上設(shè)有進氣孔；所述進氣孔通過氣管連接氣壓傳感器和大儲氣罐，所述大儲氣罐內(nèi)儲存恒壓氣體； 所述端蓋與缸筒之間、缸筒與第一進氣套之間、缸筒蓋與缸筒之間、缸筒蓋與第二進氣套之間均采用O型圈密封。
3.如權(quán)利要求1所述的一種三維跟隨恒力吊掛裝置，其特征在于:所述恒力輸出裝置還包含檢測組件，所述檢測組件包括兩組激光位移傳感器和反光板，所述兩組激光位移傳感器分別安裝在恒力輸出氣缸的缸筒蓋上，所述反光板分別套裝在輸出軸上，所述激光位移傳感器可測量出輸出軸的位`移。
【文檔編號】F16C32/06GK203627534SQ201320647156
【公開日】2014年6月4日 申請日期: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, 柴馮馮 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)