節(jié)流嘴直供氣單浮板氣足的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及節(jié)流嘴直供氣單浮板氣足，屬于氣足技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]精密測(cè)量、高精度位置控制、微弱力測(cè)量和驅(qū)動(dòng)、零重力環(huán)境模擬等要求相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩體間不存在摩擦力或者摩擦力盡可能的小。氣懸浮技術(shù)通過從節(jié)流嘴噴出高壓氣體在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩體之間形成高壓氣膜，從而實(shí)現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)兩體的非接觸低摩擦相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在平面內(nèi)的兩體相對(duì)運(yùn)動(dòng)，常常采用氣足實(shí)現(xiàn)，即通過氣足上的節(jié)流嘴噴出高壓氣體，在氣足和氣浮平臺(tái)間形成高壓氣膜，使氣足懸浮在氣浮平臺(tái)之上，實(shí)現(xiàn)氣足相對(duì)于氣浮平臺(tái)的非接觸微摩擦運(yùn)動(dòng)。基于氣足的支撐系統(tǒng)具有高剛度、零摩擦等特點(diǎn)，因此在空間零重力環(huán)境模擬、精密裝配、高精度測(cè)量等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]傳統(tǒng)的氣足包括基板和封氣板，通過多個(gè)O型密封圈在基板和封氣板之間形成封閉氣腔，基板上安裝節(jié)流嘴，封氣板上加工供氣孔。通過供氣孔、氣腔、節(jié)流嘴形成完整氣路。供氣孔供入高壓氣體后，通過氣腔均壓然后從節(jié)流嘴噴出，在氣足和與之配合的氣浮平臺(tái)間形成高壓氣膜，從而實(shí)現(xiàn)懸浮和微摩擦運(yùn)動(dòng)。這樣的設(shè)計(jì)，一方面零部件多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工裝配難度大、成本高；另一方面，節(jié)流嘴很難更換，維修不便，一旦出現(xiàn)節(jié)流嘴堵塞，需要拆卸整個(gè)氣足，將氣足拆解為零件，才能實(shí)現(xiàn)節(jié)流嘴更換。如圖3所示，為傳統(tǒng)氣足的結(jié)構(gòu)原理圖，它包括環(huán)形氣腔11、節(jié)流嘴12、緊固件13、氣浮平臺(tái)14、封氣板15、0型密封圈16和氣足基板17。
[0004]隨著技術(shù)的發(fā)展，特別是空間探索的不斷深入，快速低成本實(shí)現(xiàn)地面航天器零重力試驗(yàn)、高精度裝配、測(cè)量等對(duì)氣足實(shí)現(xiàn)低成本和快速維修提出了迫切需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有氣足結(jié)構(gòu)復(fù)雜、節(jié)流嘴更換不便的問題，提供了一種節(jié)流嘴直供氣單浮板氣足。
[0006]本發(fā)明所述節(jié)流嘴直供氣單浮板氣足，它包括氣足基板、節(jié)流嘴、環(huán)形供氣管、緊固連接孔、快速連接三通、節(jié)流嘴供氣管和進(jìn)氣管，
[0007]氣足基板與氣浮平臺(tái)相配合設(shè)置，氣足基板上沿徑向的中段位置沿圓周方向均勻設(shè)置N個(gè)螺紋孔，N為大于或者等于3的整數(shù)，每個(gè)螺紋孔內(nèi)對(duì)應(yīng)配合安裝一個(gè)節(jié)流嘴，每個(gè)節(jié)流嘴對(duì)應(yīng)插入一個(gè)節(jié)流嘴供氣管的首端，每個(gè)節(jié)流嘴供氣管的末端通過一個(gè)快速連接三通與環(huán)形供氣管連通，環(huán)形供氣管與進(jìn)氣管連接；
[0008]氣足基板的上表面中心處，沿圓周方向均勻設(shè)置多個(gè)緊固連接孔。
[0009]節(jié)流嘴的外圓表面中段具有圓環(huán)狀突起，該圓環(huán)狀突起使節(jié)流嘴外環(huán)表面形成階梯面，節(jié)流嘴通過該階梯面與螺紋孔和節(jié)流嘴供氣管定位固定。
[0010]所述節(jié)流嘴供氣管上安裝調(diào)壓閥和開關(guān)閥。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明旨在提供一種簡(jiǎn)易型、模塊化、能夠快速裝配和維修、在平面內(nèi)實(shí)現(xiàn)非接觸微摩擦相對(duì)運(yùn)動(dòng)的氣浮單元系統(tǒng)。它采用單浮板結(jié)構(gòu)，即只有一個(gè)氣足基板，節(jié)流嘴直接裝在安裝在氣足基板上，通過管路直接向每一個(gè)節(jié)流嘴供氣，所有節(jié)流嘴供氣管與環(huán)形供氣管連接形成均壓氣腔。這種氣足具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，模塊化裝配便捷的優(yōu)勢(shì)，在節(jié)流嘴堵塞的時(shí)候可以直接拆卸節(jié)流嘴而無需拆卸整個(gè)氣足，降低了加工裝配難度、方便維修，并且提高了適應(yīng)能力及加工和維修效率、降低了系統(tǒng)成本。
[0012]本發(fā)明由于取消了封氣板，氣浮基板也沒有了密封要求，降低了加工裝配難度，實(shí)現(xiàn)了節(jié)流嘴的獨(dú)立快速更換，降低了維修難度，提高了維修效率，應(yīng)用于基于氣足的高精度裝配、測(cè)量、零重力試驗(yàn)設(shè)備或系統(tǒng)時(shí)，可以降低整個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)難度、縮短開發(fā)周期，提高維修效率和適應(yīng)性。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明所述節(jié)流嘴直供氣單浮板氣足的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是圖1所示節(jié)流嘴直供氣單浮板氣足的俯視圖；
[0015]圖3是傳統(tǒng)氣足的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]【具體實(shí)施方式】一:下面結(jié)合圖1和圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述節(jié)流嘴直供氣單浮板氣足，它包括氣足基板1、節(jié)流嘴2、環(huán)形供氣管3、緊固連接孔4、快速連接三通
5、節(jié)流嘴供氣管6和進(jìn)氣管7，
[0017]氣足基板I與氣浮平臺(tái)8相配合設(shè)置，氣足基板I上沿徑向的中段位置沿圓周方向均勻設(shè)置N個(gè)螺紋孔，N為大于或者等于3的整數(shù)，每個(gè)螺紋孔內(nèi)對(duì)應(yīng)配合安裝一個(gè)節(jié)流嘴2，每個(gè)節(jié)流嘴2對(duì)應(yīng)插入一個(gè)節(jié)流嘴供氣管6的首端，每個(gè)節(jié)流嘴供氣管6的末端通過一個(gè)快速連接三通5與環(huán)形供氣管3連通，環(huán)形供氣管3與進(jìn)氣管7連接；
[0018]氣足基板I的上表面中心處，沿圓周方向均勻設(shè)置多個(gè)緊固連接孔4。
[0019]本實(shí)施方式通過快速連接三通5實(shí)現(xiàn)從環(huán)形供氣管3向節(jié)流嘴2供氣，環(huán)形供氣管3與節(jié)流嘴供氣管相互連通，形成均壓氣腔。環(huán)形供氣管3再通過快速連接三通實(shí)現(xiàn)均壓氣腔與外供氣源的連通。
[0020]本實(shí)施方式中，氣足基板I與氣浮平臺(tái)8配合實(shí)現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，節(jié)流嘴2通過螺紋孔與氣足基板I配合，并通過階梯面定位，它噴出的高壓氣體在氣足和氣浮平臺(tái)之間形成高壓氣膜，由此實(shí)現(xiàn)氣足基板I與氣浮平臺(tái)8之間的非接觸無摩擦相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
[0021]氣浮平臺(tái)8可采用花崗巖氣浮平臺(tái)；緊固連接孔4用于實(shí)現(xiàn)氣足與負(fù)載的連接。
[0022]【具體實(shí)施方式】二:下面結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一作進(jìn)一步說明，節(jié)流嘴2的外圓表面中段具有圓環(huán)狀突起，該圓環(huán)狀突起使節(jié)流嘴2外環(huán)表面形成階梯面，節(jié)流嘴2通過該階梯面與螺紋孔和節(jié)流嘴供氣管6定位固定。
[0023]節(jié)流嘴2的外表面形成階梯圓柱形結(jié)構(gòu)，其中心通過精密鉆孔或激光打孔等精密加工手段加工Φ0.1mm?0.5mm的孔，具體的孔直徑根據(jù)氣足要求的承載能力、氣足的直徑和節(jié)流孔的數(shù)量進(jìn)行設(shè)計(jì)。節(jié)流嘴2通過螺紋配合安裝在氣足基板I上，通過階梯面實(shí)現(xiàn)定位，保證節(jié)流嘴下表面與氣足基板下表面的相對(duì)位置精度。節(jié)流嘴2與氣足基板I的下表面采用研磨等加工手段保證一定的平面度。當(dāng)進(jìn)氣管7通入0.2MPa?0.6MPa的氣源后，高壓氣體通過環(huán)形供氣管3均壓后供入節(jié)流嘴供氣管6，最終從節(jié)流嘴2噴出，在氣足基板I和氣浮平臺(tái)8之間形成高壓、高剛度氣膜，使氣足相對(duì)于氣浮平臺(tái)8處于懸浮狀態(tài)；從而實(shí)現(xiàn)氣足及其上負(fù)載的氣懸浮支撐和平面內(nèi)無摩擦三自由度運(yùn)動(dòng)。進(jìn)氣管7、環(huán)形供氣管
3、快速連接三通5、節(jié)流嘴供氣管6和節(jié)流嘴2形成了完整氣路。
[0024]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一或二作進(jìn)一步說明，所述節(jié)流嘴供氣管6上安裝調(diào)壓閥和開關(guān)閥。
[0025]在節(jié)流嘴供氣管6上加裝調(diào)壓閥和開關(guān)閥，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)流嘴2供氣壓力和通斷的獨(dú)立控制。關(guān)閉堵塞節(jié)流嘴的開關(guān)閥，在不對(duì)氣足斷氣的情況下即可實(shí)現(xiàn)對(duì)堵塞節(jié)流嘴的更換。
[0026]本發(fā)明所述氣足的節(jié)流嘴通過節(jié)流嘴供氣管直接從環(huán)形供氣管供氣，取消了傳統(tǒng)氣足中的封氣板，降低了氣足基板對(duì)密封的要求，從而降低了加工裝配難度，同時(shí)，節(jié)流嘴與氣足基板之間采用螺紋配合，采用階梯面定位，在節(jié)流嘴堵塞時(shí)，可以直接對(duì)堵塞的節(jié)流嘴進(jìn)行拆卸更換，直接在對(duì)應(yīng)的快速連接三通位置拆下對(duì)應(yīng)的節(jié)流嘴供氣管，通過旋轉(zhuǎn)節(jié)流嘴拆卸堵塞的節(jié)流嘴，然后通過螺紋配合安裝新的節(jié)流嘴，即完成節(jié)流嘴維修或更換，整個(gè)過程無需拆卸氣足，降低了維修難度，提高了維修效率。作為擴(kuò)展，可以在節(jié)流嘴供氣管上加裝調(diào)壓閥，實(shí)現(xiàn)節(jié)流嘴供氣壓力的單獨(dú)調(diào)節(jié)，提高氣足的適應(yīng)性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種節(jié)流嘴直供氣單浮板氣足，其特征在于，它包括氣足基板(1)、節(jié)流嘴(2)、環(huán)形供氣管(3)、緊固連接孔(4)、快速連接三通(5)、節(jié)流嘴供氣管(6)和進(jìn)氣管(7)， 氣足基板(I)與氣浮平臺(tái)(8)相配合設(shè)置，氣足基板(I)上沿徑向的中段位置沿圓周方向均勻設(shè)置N個(gè)螺紋孔，N為大于或者等于3的整數(shù)，每個(gè)螺紋孔內(nèi)對(duì)應(yīng)配合安裝一個(gè)節(jié)流嘴(2)，每個(gè)節(jié)流嘴(2)對(duì)應(yīng)插入一個(gè)節(jié)流嘴供氣管￠)的首端，每個(gè)節(jié)流嘴供氣管(6)的末端通過一個(gè)快速連接三通(5)與環(huán)形供氣管(3)連通，環(huán)形供氣管(3)與進(jìn)氣管(7)連接； 氣足基板(I)的上表面中心處，沿圓周方向均勻設(shè)置多個(gè)緊固連接孔(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)流嘴直供氣單浮板氣足，其特征在于，節(jié)流嘴(2)的外圓表面中段具有圓環(huán)狀突起，該圓環(huán)狀突起使節(jié)流嘴(2)外環(huán)表面形成階梯面，節(jié)流嘴(2)通過該階梯面與螺紋孔和節(jié)流嘴供氣管(6)定位固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的節(jié)流嘴直供氣單浮板氣足，其特征在于，所述節(jié)流嘴供氣管(6)上安裝調(diào)壓閥和開關(guān)閥。
【專利摘要】節(jié)流嘴直供氣單浮板氣足，屬于氣足技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有氣足結(jié)構(gòu)復(fù)雜、節(jié)流嘴更換不便的問題。它包括氣足基板、節(jié)流嘴、環(huán)形供氣管、緊固連接孔、快速連接三通、節(jié)流嘴供氣管和進(jìn)氣管，氣足基板與氣浮平臺(tái)相配合設(shè)置，氣足基板上沿徑向的中段位置沿圓周方向均勻設(shè)置N個(gè)螺紋孔，N為大于或者等于3的整數(shù)，每個(gè)螺紋孔內(nèi)對(duì)應(yīng)配合安裝一個(gè)節(jié)流嘴，每個(gè)節(jié)流嘴對(duì)應(yīng)插入一個(gè)節(jié)流嘴供氣管的首端，每個(gè)節(jié)流嘴供氣管的末端通過一個(gè)快速連接三通與環(huán)形供氣管連通，環(huán)形供氣管與進(jìn)氣管連接；氣足基板的上表面中心處，沿圓周方向均勻設(shè)置多個(gè)緊固連接孔。本發(fā)明為一種氣足。
【IPC分類】F16C32-06
【公開號(hào)】CN104863961
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510263255
【發(fā)明人】劉延芳, 馬明陽, 齊驥, 劉興富, 周啟航, 齊乃明
【申請(qǐng)人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年5月21日