一種二維運(yùn)動(dòng)恒力吊掛裝置制造方法
【專利摘要】一種二維運(yùn)動(dòng)恒力吊掛裝置，包括恒力輸出氣缸、氣浮導(dǎo)軌、直線導(dǎo)軌、電機(jī)、激光位移傳感器、支架等；所述氣浮導(dǎo)軌包括氣浮套和氣浮軸，所述直線導(dǎo)軌豎直的安裝在支架上，所述直線導(dǎo)軌有平行的兩組，所述恒力輸出氣缸有兩個(gè)，所述恒力輸出氣缸缸筒兩端通過滑塊分別套裝在直線導(dǎo)軌上，所述恒力輸出氣缸的輸出軸通過連接裝置與氣浮軸連接，所述氣浮套套裝在氣浮軸上，所述氣浮套通過懸掛繩連接目標(biāo)工件，所述電機(jī)可驅(qū)動(dòng)滑塊移動(dòng)，所述激光位移傳感器安裝在限位塊上。本發(fā)明采用恒力輸出氣缸實(shí)現(xiàn)恒力吊掛，通過氣浮導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)水平跟隨，精度高、穩(wěn)定性好。
【專利說明】—種二維運(yùn)動(dòng)恒力吊掛裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及二維恒力吊掛裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]二維運(yùn)動(dòng)恒力吊掛裝置是對(duì)目標(biāo)工件實(shí)現(xiàn)豎直方向的恒力吊掛和水平上的運(yùn)動(dòng)跟隨，對(duì)目標(biāo)工件不引入其他外力，不對(duì)目標(biāo)工件運(yùn)動(dòng)狀態(tài)產(chǎn)生影響?，F(xiàn)有技術(shù)通常是采用懸掛繩將直線導(dǎo)軌的滑塊和目標(biāo)工件連接起來，通過角度傳感器測(cè)量出懸掛繩的偏角，通過電機(jī)控制滑塊運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)水平方向的運(yùn)動(dòng)跟隨，再通過力傳感器測(cè)量出懸掛繩上力的大小，通過收緊或放松懸掛繩實(shí)現(xiàn)垂直方向的隨動(dòng)和恒力輸出。但是由于傳感器測(cè)量存在一定的誤差，電機(jī)控制精度不高，難以消除波動(dòng)和誤差，在具體實(shí)現(xiàn)過程中存在很多問題。由于氣浮導(dǎo)軌具有無摩擦的特點(diǎn)，因此將目標(biāo)工件和氣浮套連接起來，通過氣浮套在氣浮軸上的無摩擦運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)水平運(yùn)動(dòng)被動(dòng)跟隨，再通過砝碼與目標(biāo)工件吊掛，實(shí)現(xiàn)豎直方向的恒力輸出和運(yùn)動(dòng)跟隨，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。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有二維運(yùn)動(dòng)恒力吊掛裝置測(cè)量誤差大、跟隨精度不高、減重砝碼慣性力影響大等問題，本發(fā)明提供一種采用恒力輸出氣缸實(shí)現(xiàn)恒力吊掛、氣浮導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)水平跟隨、精度高、穩(wěn)定性好的二維恒力跟隨吊掛裝置。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種二維運(yùn)動(dòng)恒力吊掛裝置，包括恒力輸出氣缸、氣浮導(dǎo)軌、直線導(dǎo)軌、電機(jī)、激光位移傳感器、支架等；所述氣浮導(dǎo)軌包括氣浮套和氣浮軸。
[0006]所述恒力輸出氣缸包括缸筒、連桿活塞、端蓋、輸出軸、限位塊。所述活塞套裝在缸筒內(nèi)，所述缸筒兩端通過端蓋密封，所述缸筒中部開有兩處上下對(duì)稱的軸向凹槽，所述軸向凹槽兩端安裝限位塊。所述連桿活塞包含兩端凸起的第一活塞、第二活塞和中間的活塞桿，所述第一活塞、第二活塞與缸筒間留有極小的間隙，所述活塞桿中部連接輸出軸，所述輸出軸穿過缸筒上的軸向凹槽。
[0007]所述直線導(dǎo)軌豎直的安裝在支架上，所述直線導(dǎo)軌有平行的兩組，所述恒力輸出氣缸有兩個(gè)，所述恒力輸出氣缸缸筒兩端通過滑塊分別套裝在直線導(dǎo)軌上，所述恒力輸出氣缸的輸出軸通過連接裝置與氣浮軸連接，所述氣浮套套裝在氣浮軸上，所述氣浮套通過懸掛繩連接目標(biāo)工件。
[0008]所述電機(jī)安裝在支架上，所述電機(jī)可驅(qū)動(dòng)滑塊移動(dòng)。所述激光位移傳感器安裝在限位塊上，所述激光位移傳感器與輸出軸位置相對(duì)。
[0009]所述缸筒兩端分別設(shè)有第一進(jìn)氣口和第二進(jìn)氣口。所述第一進(jìn)氣口和第二進(jìn)氣口通過氣管分別連接比例閥和儲(chǔ)氣罐。[0010]所述第一活塞和第二活塞上沿圓周均布徑向節(jié)流孔，所述第一活塞和第二活塞分別沿端面打軸向盲孔形成進(jìn)氣孔，所述進(jìn)氣孔與所述徑向節(jié)流孔相通；所述第一活塞和第二活塞靠近端面處分別設(shè)有一圈凹槽，所述凹槽內(nèi)均布徑向盲孔形成第一卸氣孔，從活塞桿一端分別向第一活塞和第二活塞打軸向盲孔形成第二卸氣孔，所述第一卸氣孔與第二卸氣孔相通。
[0011 ] 所述徑向節(jié)流孔內(nèi)安裝節(jié)流塞；
[0012]所述徑向節(jié)流孔沿軸向方向至少有兩組；所述徑向節(jié)流孔、進(jìn)氣孔與第一卸氣孔和第二卸氣孔間相互隔離。
[0013]本發(fā)明的設(shè)計(jì)思路及優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在:
[0014]由于氣浮導(dǎo)軌不存在摩擦力，因此將目標(biāo)工件與氣浮套連接，氣浮套可在氣浮軸上無摩擦運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)水平方向的被動(dòng)跟隨，不對(duì)目標(biāo)工件的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生影響。豎直方向通過兩個(gè)恒力輸出氣缸來實(shí)現(xiàn)恒力吊掛，恒力輸出氣缸的連桿活塞可在缸筒內(nèi)無摩擦運(yùn)動(dòng)，連桿活塞通過輸出軸與氣浮軸連接，因此只要通過比例閥和儲(chǔ)氣罐控制通入缸筒和連桿活塞兩端氣壓的壓差保持恒定，則缸筒上輸出的力值保持恒定，對(duì)目標(biāo)工件的吊掛力恒定。
[0015]由于恒力輸出氣缸的行程有限，因此通過直線導(dǎo)軌主動(dòng)跟隨；恒力輸出氣缸的缸筒連接滑塊，激光位移傳感器可測(cè)量出連桿活塞的位移，然后通過電機(jī)控制滑塊移動(dòng)帶動(dòng)缸筒移動(dòng)相應(yīng)的距離，保證連桿活塞始終位于其有效行程內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的恒力吊掛，另一方面，減小了因連桿活塞運(yùn)動(dòng)引起缸筒腔體體積變化對(duì)氣壓產(chǎn)生的影響，進(jìn)一步提高了恒力吊掛的精度。
[0016]缸筒和活塞均為一體設(shè)計(jì)，一方面加工簡(jiǎn)單，另一方面能滿足裝配精度要求。
[0017]連桿活塞上均布徑向節(jié)流孔，缸筒內(nèi)的高壓氣體通過進(jìn)氣孔進(jìn)入徑向節(jié)流孔，在缸筒與活塞的間隙形成氣膜，兩處氣膜為活塞提供支撐和潤(rùn)滑，結(jié)構(gòu)及供氣方式簡(jiǎn)單、承載能力好。
[0018]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。
[0019]缸筒中部開有兩處上下對(duì)稱的軸向凹槽，活塞桿中部連接輸出軸，輸出軸穿過缸筒上的軸向凹槽，輸出軸的運(yùn)動(dòng)范圍在軸向凹槽內(nèi)。
[0020]缸筒兩端分別設(shè)有兩個(gè)進(jìn)氣口，進(jìn)氣口通過氣管連接比例閥和儲(chǔ)氣罐，輸出軸上輸出力值的大小與缸筒兩端輸入的壓力大小有關(guān)，通過比例閥和儲(chǔ)氣罐控制缸筒兩端輸入氣壓的壓力大小，保證缸筒兩端的壓差值保持不變，即可實(shí)現(xiàn)恒力輸出。
[0021]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在:精度高、穩(wěn)定性好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是二維恒力跟隨吊掛裝置示意圖
[0023]圖2是恒力輸出氣缸示意圖
[0024]圖3是缸筒立體示意圖
[0025]圖4是連桿活塞示意圖【具體實(shí)施方式】
[0026]一種二維運(yùn)動(dòng)恒力吊掛裝置，包括恒力輸出氣缸、氣浮導(dǎo)軌、直線導(dǎo)軌18、電機(jī)19、激光位移傳感器13、支架20等；所述氣浮導(dǎo)軌包括氣浮套17和氣浮軸16。
[0027]所述恒力輸出氣缸包括缸筒3、連桿活塞6、端蓋1、輸出軸8、限位塊10?；钊?套裝在缸筒3內(nèi)，缸筒3兩端通過端蓋I密封，缸筒3中部開有兩處上下對(duì)稱的軸向凹槽，軸向凹槽兩端安裝限位塊10，連桿活塞6包含兩端凸起的第一活塞、第二活塞和中間的活塞桿，所述第一活塞、第二活塞與缸筒3間留有極小的間隙，活塞桿中部連接輸出軸8，輸出軸8穿過缸筒3上的軸向凹槽。
[0028]所述直線導(dǎo)軌18豎直的安裝在支架20上，所述直線導(dǎo)軌18有平行的兩組，所述恒力輸出氣缸有兩個(gè)，所述恒力輸出氣缸缸筒3兩端通過滑塊14分別套裝在兩根直線導(dǎo)軌18上，所述恒力輸出氣缸的輸出軸8通過連接裝置15與氣浮軸16連接，所述氣浮套17套裝在氣浮軸16上，所述氣浮套17通過懸掛繩連接目標(biāo)工件21。
[0029]所述電機(jī)19安裝在支架20上，所述電機(jī)19可驅(qū)動(dòng)滑塊14移動(dòng)。所述激光位移傳感器13安裝在限位塊10上，所述激光位移傳感器13與輸出軸8位置相對(duì)。
[0030]缸筒3兩端分別設(shè)有第一進(jìn)氣口 2和第二進(jìn)氣口 9。所述第一進(jìn)氣口 2和第二進(jìn)氣口 9通過氣管分別連接比例閥和儲(chǔ)氣罐。
[0031]第一活塞和第二活塞上沿圓周均布徑向節(jié)流孔5，徑向節(jié)流孔內(nèi)安裝節(jié)流塞；第一活塞和第二活塞分別沿端面打軸向盲孔形成進(jìn)氣孔7，進(jìn)氣孔7與所述徑向節(jié)流孔5相通；第一活塞和第二活塞靠近端面處分別設(shè)有一圈凹槽4，凹槽4內(nèi)均布徑向盲孔形成第一卸氣孔11，從活塞桿一端分別向第一活塞和第二活塞打軸向盲孔形成第二卸氣孔12,第一卸氣孔11與第二卸氣孔12相通。
[0032]徑向節(jié)流孔5沿軸向方向至少有兩組；徑向節(jié)流孔5、進(jìn)氣孔7與第一卸氣孔11和第二卸氣孔12間相互隔離。
【權(quán)利要求】
1.一種二維運(yùn)動(dòng)恒力吊掛裝置，其特征在于:包括恒力輸出氣缸、氣浮導(dǎo)軌、直線導(dǎo)軌、電機(jī)、激光位移傳感器、支架等；所述氣浮導(dǎo)軌包括氣浮套和氣浮軸； 所述恒力輸出氣缸包括缸筒、連桿活塞、端蓋、輸出軸、限位塊；所述活塞套裝在缸筒內(nèi)，所述缸筒兩端通過端蓋密封，所述缸筒中部開有兩處上下對(duì)稱的軸向凹槽，所述軸向凹槽兩端安裝限位塊；所述連桿活塞包含兩端凸起的第一活塞、第二活塞和中間的活塞桿，所述第一活塞、第二活塞與缸筒間留有極小的間隙，所述活塞桿中部連接輸出軸，所述輸出軸穿過缸筒上的軸向凹槽； 所述直線導(dǎo)軌豎直的安裝在支架上，所述直線導(dǎo)軌有平行的兩組，所述恒力輸出氣缸有兩個(gè)，所述恒力輸出氣缸缸筒兩端通過滑塊分別套裝在直線導(dǎo)軌上，所述恒力輸出氣缸的輸出軸通過連接裝置與氣浮軸連接，所述氣浮套套裝在氣浮軸上，所述氣浮套通過懸掛繩連接目標(biāo)工件； 所述電機(jī)安裝在支架上，所述電機(jī)可驅(qū)動(dòng)滑塊移動(dòng)；所述激光位移傳感器安裝在限位塊上，所述激光位移傳感器與輸出軸位置相對(duì)； 所述缸筒兩端分別設(shè)有第一進(jìn)氣口和第二進(jìn)氣口，所述第一進(jìn)氣口和第二進(jìn)氣口通過氣管分別連接比例閥和儲(chǔ)氣罐； 所述第一活塞和第二活塞上沿圓周均布徑向節(jié)流孔，所述第一活塞和第二活塞分別沿端面打軸向盲孔形成進(jìn)氣孔，所述進(jìn)氣孔與所述徑向節(jié)流孔相通；所述第一活塞和第二活塞靠近端面處分別設(shè)有一圈凹槽，所述凹槽內(nèi)均布徑向盲孔形成第一卸氣孔，從活塞桿一端分別向第一活塞和第二活塞打軸向盲孔形成第二卸氣孔，所述第一卸氣孔與第二卸氣孔相通； 所述徑向節(jié)流孔內(nèi)安裝節(jié)流塞； 所述徑向節(jié)流孔沿軸向方向至少有兩組；所述徑向節(jié)流孔、進(jìn)氣孔與第一卸氣孔和第二卸氣孔間相互隔離。
【文檔編號(hào)】B66F11/00GK103523718SQ201310492799
【公開日】2014年1月22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】謝毅 申請(qǐng)人:浙江工商大學(xué)