[發明專利]一種基于空氣靜壓軸承技術的大范圍調傾調心工作臺

有效

• 申請號: 201210065215.2
• 申請日: 2012-01-13
• 公開（公告）號: CN102607628A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 趙維謙;侯茂盛;邱麗榮;王帆
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01D11/00
• 分類號: G01D11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明具體涉及一種基于空氣靜壓軸承技術的大范圍調傾調心工作臺，屬于精密測量技術領域。

背景技術

調傾調心工作臺是精密測量領域的重要裝置，這類工作臺需滿足調整精度高、范圍大、承載重、承載剛度好等要求，廣泛應用于精密回轉工作臺上被測件傾斜、偏心等的精確調整。

現有調傾調心工作臺一般采用滾動元件或液體靜壓技術作為承載軸承。滾動元件的軸承不僅制造困難、價格昂貴，而且加工精度難于保證，低速下容易產生爬行。因此，調整工作臺的調傾、調心精度受滾動軸承元件精度的制約，難于提高到微米級，如果軸承間隙調整不當，工作臺甚至會出現震動和嚴重磨損等情況。液體靜壓工作臺中靜壓和主軸等均需使用質量要求很高的潤滑油作為剛性承載介質，工作臺的靜壓處發熱較高，影響工作壽命，并且工作臺的自身結構復雜，需要專用的供油系統，對潤滑油的質量要求很高，維護困難。

以上所述方法都無法滿足光學量和幾何量精密測量中對高精度、高分辨力、無摩擦、易于驅動、高承載剛度的要求。

發明內容

本發明的目的是為了克服上述調傾調心系統的不足，增大調心、調傾范圍，提高調心、調傾精度，滿足被測件幾何參數和光學參數的高精度測量等需求，提出了一種基于空氣靜壓軸承技術的大范圍高精度調傾調心裝置。

本發明是通過以下技術方案實現的。

本發明的一種基于空氣靜壓軸承技術的大范圍高精度調傾調心裝置，包括調傾平臺、調傾平臺座、調心平臺、X向微位移發生器、Y向微位移發生器、Z向微位移發生器、X向導向裝置、Y向導向裝置、若干個回復彈簧；

其連接關系為：將調傾平臺座放置在調心平臺上，未接通低壓空氣時二者緊密貼合。調傾平臺座上放置調傾平臺，調傾平臺的下表面與調傾平臺座的上表面為截面形狀互補的表面，未接通低壓空氣時二者緊密貼合。X向微位移發生器、Y向微位移發生器和三個Z向微位移發生器，分別放置在工作臺周圍，用于工作臺傾斜和偏心的調整，其中X向微位移發生器沿X向作用于調心平臺；Y向微位移發生器沿Y向作用于調傾平臺座；當調傾平臺繞X軸、Y軸做滾轉或俯仰時，保證在坐標系的X軸或Y軸上安裝一個Z向微位移發生器，再在X軸或Y軸兩側對稱安裝兩個Z向微位移發生器，三個Z向微位移發生器共同作用于調傾平臺。X向導向裝置安放于調心平臺沿X向的兩側，用于限定調心平臺沿X方向的運動。Y向導向裝置安放于調傾平臺座沿Y向的兩側，用于限定調心平臺沿Y方向的運動。調心平臺邊緣突起，高度不高于調傾平臺座，用于限定調傾平臺座的調整范圍。

置于X向微位移發生器的對徑位置的回復彈簧，是用于提供X方向偏心調整的回復力。置于Y向微位移發生器的對徑位置的回復彈簧，是用于提供Y方向偏心調整的回復力。置于三個Z向微位移發生器附近的回復彈簧，是用于提供調傾回復力，限定調整范圍，防止傾覆側翻，保證調傾平臺與調傾平臺座之間相對位置的穩定。

其中，調傾平臺座包括調傾氣膜供氣孔和內部氣路；在調傾平臺座的上表面周圍設置若干調傾氣膜供氣孔，調傾氣膜供氣孔通過內部氣路與調傾平臺座供氣管相連通；調心平臺包括Y向調心氣膜供氣孔、X向調心氣膜供氣孔、內部氣路，Y向調心氣膜供氣孔與X向調心氣膜供氣孔分別安置在內部氣路兩側，并通過內部氣路與調心平臺供氣管相連通。

調傾平臺與調傾平臺座構成調傾單元；調傾平臺座與調心平臺構成調心單元。

其工作過程為：

調傾單元工作過程：未接通低壓空氣時，調傾平臺由自身重力作用壓合在調傾平臺座上，調傾平臺的下表面與調傾平臺座的上表面緊密貼合。當工作時，低壓空氣接通，由調傾平臺座供氣管經內部氣路與調傾氣膜供氣孔供給調傾單元，由于各調傾氣膜供氣孔的排氣孔極小，將低壓空氣轉化為高壓空氣排出，在調傾平臺的下表面與調傾平臺座的上表面間形成一層極薄的氣體潤滑膜即調傾氣膜。這時，三個沿圓周方向布置的Z向微位移發生器及在各Z向微位移發生器附近的回復彈簧就可以聯合起來驅動調傾平臺在調傾平臺座內幾乎無摩擦的沿上下表面的輪廓曲線做繞X軸的滾轉及繞Y軸的俯仰運動，進而完成調傾功能。